Глобулины

Глобулины представляют собой семейство глобулярных белков, имеющих более высокую молекулярную массу, чем альбумины. Они нерастворимы в чистой воде, но растворяются в разбавленных растворах солей. Одни глобулины вырабатываются в печени, другие - иммунной системой. Нормальная концентрация глобулинов в крови человека составляет около 2,6-3,5 г / дл.

    Все глобулины делятся на четыре категории: альфа -1 глобулины, альфа -2 глобуллины, бета – глобулины и гамма – глобулины (иммуноглобулины, антитела).

    Глобулины можно отличить друг от друга с помощью электрофореза белка сыворотки. Обычно электрофорез белков сыворотки выполняется при подозрении на множественную миелому.   

    Глобулины влияют на онкотическое давление, причем их  недостаток приводит к потере функций-транспортеров глобулинов, отекам из-за снижения онкотического давления и восприимчивости к инфекциям из-за снижения гамма-глобулинов (иммуно-глобулинов), что приводит к снижению выработки антител.

     Гомогенный пик-подобный пик в фокальной области гамма-глобулиновой зоны указывает на моноклональную гаммопатию. Моноклональные гаммопатии связаны с клональным процессом, который является злокачественным или потенциально злокачественным, включая множественную миелому, макроглобулинемию Вальденстрема, одиночную плазмоцитому, тлеющую множественную миелому, моноклональную гаммопатию неопределенного значения, лейкоз плазматических клеток, болезнь тяжелых цепей, и амилоидоз.

    Фракция альфа-1 _- белка состоит из альфа-1 -антитрипсина, связывающего щитовидную железу глобулина и транскортина. Злокачественная опухоль и острое воспаление (вызванное острофазовыми реагентами) могут увеличить полосу альфа- _1- белка. Уменьшение полосы альфа-1_- белка может происходить из-за дефицита альфа- _1- антитрипсина или снижения выработки глобулина в результате заболевания печени. 

      Церулоплазмин, фракция альфа-2 _- макроглобулин и гаптоглобин вносят вклад в полосу альфа-2 _- белка. Альфа -2 компонента увеличивается как острофазовый реагент.

     Бета-фракция имеет два пика, обозначенных как бета-1 и бета-2  . Бета- 1 состоит в основном из трансферрина, а бета-2 содержит бета-липопротеин. IgA, IgM, а иногда и IgG, наряду с белками комплемента, также могут быть идентифицированы в бета-фракции.

       С-реактивный белок (CRP) находится в области между бета- и гамма-компонентами. 

     У пациентов с ревматоидным артритом наблюдается нормохромная и нормоцитарная анемия, снижение уровня альбумина и альфа-1-глобулина, значительное повышение уровня гамма-глобулинов по сравнению с контрольной группой. J. Sany et al.(2003 ) ранее описал ревматоидный артрит и выявил, что примерно в 25% случаев он характеризуется лейкоцитозом с полинуклеозом и иногда эозинофилией; а высокий уровень тромбоцитов коррелирует с воспалительным состоянием суставов.

      Лейкопения, возникающая после внутривенного введения высоких доз гамма-глобулина, частично объясняется агглютинационным эффектом препарата.  Уровни IgG, ассоциированного с тромбоцитами (PAIgG), повышены у большинства пациентов с септической тромбоцитопенией. Внутривенный иммуноглобулин в дозе 400 мг / кг ежедневно в течение 3 дней существенно увеличивает количество тромбоцитов.

     Cтимуляции гипофиза или введения препаратов коры надпочечников вызывает: растворение лимфоцитов в лимфоидных структурах, глубокую лимфопению, повышение уровня бета-глобулинов и гамма-глобулинов в сыворотке крови, а у иммунизированного животного выброс антител глобулина в кровоток.

     Циркулирующие лимфоциты могут синтезировать глобулин in vitro. Кроме того, есть убедительные доказательства того, что по крайней мере часть этого глобулина может быть антителом. Синтез глобулина может стимулироваться фитогемагглютинином 

   Сывороточные глобулины - один из основных компонентов общих белков сыворотки, считаются хорошим биомаркером, отражающим степень и тяжесть воспаления и иммунитета, поскольку они синтезируются и секретируются мононуклеарными фагоцитами и в основном состоят из воспалительных цитокинов и антител.

    В литературе отмечен аддитивный эффект глобулина и эритроцитов на протеинурию (Swanson J., et.al., 2018). Ширина распределения эритроцитов (RDW) значения глобулинов увеличивались по мере прогрессирования фиброза и воспаления печени (Wang H., et.al., 2016).

   Глобулин положительно связан с количеством лейкоцитов в корреляционных тестах Пирсона. Прогностическое значение уровня сывороточного глобулина до начала лечения было также показано у пациентов с карциномой носоглотки, где высокий уровень глобулина ассоциировался с плохой выживаемостью без прогрессирования.

    Таким образом, повышение концентрации глобулинов в сыворотке крови является результатом накопления иммуноглобулинов и белков острого воспаления.

Иммуноглобуллины

   Полоса гамма-глобулина, наблюдаемая при обычном электрофорезе сывороточного белка, состоит из 5 иммуноглобулинов. В нормальной сыворотке около 80% составляет иммуноглобулин G (IgG), 15% - иммуноглобулин A (IgA), 5% - иммуноглобулин M (IgM), 0,2% - иммуноглобулин D (IgD), а след - иммуноглобулин E (IgE).

      Повышение уровня IgG, IgA и IgM может быть связано с выработкой поликлональных иммуноглобулинов.

      Моноклональные гаммопатии всех типов могут привести к всплеску зоны гамма-глобулина, наблюдаемому при электрофорезе сывороточного белка. Моноклональное повышение IgG, IgA, IgD и IgE характерно для множественной миеломы. Моноклональное повышение уровня IgM происходит при макроглобулинемии.

     Иммуноглобулины представляют собой гетеротетрамеры, состоящие из двух тяжелых и двух легких цепей, связанных друг с другом ковалентными связями. Это молекулы Y-образной формы, содержащие две области Fab, которые распознают антиген, и хвостовой фрагмент Fc, который определяет биологическую активность антитела. У человека локус тяжелой цепи находится на хромосоме 14, а два альтернативных локуса легкой цепи, известные как каппа и лямбда, расположены на хромосомах 2 и 22 соответственно. 

    Иммуноглобулины или антитела в секретируемой форме продуцируются соматической рекомбинацией DNA в B-лимфоцитах, развивающихся в костном мозге, первичном лимфоидном органе для развития B-лимфоцитов. 

    Соматическая рекомбинация - это стратегия, используемая адаптивной иммунной системой для генерации триллионов различных иммуноглобулинов, а также рецепторов Т-клеток, рекомбинируя различные сегменты ДНК, кодирующие белок, довольно случайным образом. 

    Мономерные IgM и IgD служат BCR покоящихся B-лимфоцитов, которые не были стимулированы распознаванием антигена. После распознавания антигена пентамерный IgM является исходным антителом, секретируемым В-клетками в ответ на провокацию антигеном. IgM, секретируемый при первичном ответе, имеет низкое сродство к чужеродному антигену по сравнению с изотипами, секретируемыми при последующих встречах или вторичных ответах на чужеродный антиген. Однако из-за своей пентамерной конформации секретируемый IgM имеет более высокую авидность или общую силу связывания с антигеном из-за присутствия десяти антигенсвязывающих сайтов на пентамерную молекулу IgM. 

   Повышенная авидность IgM важна для связывания патогенов с повторяющимися эпитопами, например, о наличии бактериальной капсулы. IgM присутствует преимущественно в крови, но также может появляться в лимфе и секретироваться через поверхности слизистых оболочек. В отличие от IgG или IgE, мультимерный IgM нелегко попадает в ткани из кровотока из-за своего большего размера. J-цепь представляет собой небольшой белок массой 15 кДа, который связан с секретируемым пентамерным IgM и димерным IgA. Пентамерный IgM стабилизируется ковалентными дисульфидными связями между Fc-областями молекул IgM, а также дисульфидными связями между J-цепью и Fc-областями IgM. Гексамерный IgM у человека менее хорошо охарактеризован по сравнению с пентамерным IgM, а гексамерный IgM собирается независимо от J-цепи. Наличие J-цепи защищает секретируемые IgM и IgA от протеаз

   Обнаружение IgM или IgG у человека может продемонстрировать, что человек подвергся воздействию патогена. Тем не менее, обнаружение антител IgM или IgG к патогену не может указать, является ли человек все еще носителем конкретного патогена или удалось ли человеку успешно устранить патоген, поскольку долгоживущие плазматические клетки являются компонентом иммунологической памяти, которая могут продуцировать антитела против возбудителя-нарушителя спустя долгое время после успешного устранения патогена. 

    В некоторых случаях, например, при болезни Лайма, пациент может обратиться за медицинской помощью из-за симптомов в первые дни инфекции, прежде чем гуморальная иммунная система станет способной вырабатывать IgM как часть первичного иммунного ответа на патоген. Более того, отсутствие антител IgM или IgG, направленных против патогена, проблематично для интерпретации, если человек страдает врожденным или приобретенным иммунодефицитом. Обнаружение IgM при определении воздействия патогена особенно полезно для новорожденных. Если беременные женщины страдают от воздействия патогена, очень важно определить, подвергся ли заражению и новорожденный ребенок. Обнаружение IgG у новорожденного не так полезно для этой цели, поскольку IgG легко переносится через плаценту для защиты плода от патогенов, воздействию которых беременная мать подвергалась ранее. IgG, пассивно передаваемый новорожденному, постепенно разрушается в течение первых шести месяцев жизни, а IgM - это первый иммуноглобулин, вырабатываемый новорожденным

    Как PLT, так и уровни Ig (IgG, IgM и IgA) увеличивались с корреляцией друг с другом на ранней стадии выздоровления от болезни Кавасаки. Эти данные позволяют предположить, что все подтипы Ig, кроме IgE и тромбоцитов, могут участвовать в выздоровлении от данной патологии и что степень повышенных показателей может отражать степень системного воспаления при острой форме болезни Кавасаки ( Han J-W., et.al., 2017).

Моноклональные гаммапатии

     Моноклональные гаммопатии характеризуются размножением единичных клонов плазматических клеток. Некоторые моноклональные гаммопатии связаны с гиперпродукцией IgM, состоянием, которое можно назвать макроглобулинемией, поскольку буквенное обозначение IgM происходит от его первоначального описания как макроглобулин из-за его гораздо большего размера по сравнению с IgG. 

Макроглобулинемия Вальденстрема

    Макроглобулинемия Вальденстрема (WM) является редким примером моноклональной гаммапатии, которое чаще всего проявляется на седьмом десятилетии жизни. Помимо повышенного уровня IgM в сыворотке, WM приводит к инфильтрации костного мозга лимфоплазмоцитарной лимфомой, низкосортной и медленно растущей формой неходжкинской лимфомы. Пациенты с WM чаще всего жалуются на бледность, носовое кровотечение, органегалию и другие системные жалобы, такие как слабость и утомляемость. Отсутствие поражения костей или почек помогает отличить WM от множественной миеломы. Повышенная гипервязкость крови из-за повышенной секреции IgM может привести к таким эффектам ЦНС, как головная боль, потеря зрения, атаксия, слабость, глухота и расширение вен сетчатки. Такие симптомы, связанные с повышенной вязкостью WM, представляют собой потенциальную неотложную медицинскую помощь и требуют лечения с помощью плазмафереза. Критерии диагностики пациента с WM требуют демонстрации моноклонального IgM в крови и по крайней мере 10 процентов биопсии костного мозга, демонстрирующей инфильтрацию малых лимфоплазмоцитарных клеток

IgA

     Повышенные уровни IgA неспецифичны, но могут наблюдаться при воспалительных заболеваниях легких и желудочно-кишечного тракта, некоторых аутоиммунных состояниях, заболеваниях печени и нарушениях плазматических клеток. Частичный или полный дефицит IgA поражает до 1% населения и обычно протекает бессимптомно. Пациенты могут иметь несколько более высокий риск желудочно-кишечных заболеваний (включая целиакию), аутоиммунных заболеваний или умеренное увеличение частоты поверхностных инфекций.

    IgA является преобладающим иммуноглобулином, обнаруженным в легких человека, при этом 80% плазматических клеток слизистой оболочки представляют собой IgA. T. Southworth et.al. (2021) сообщали о повышении уровней иммуноглобулина (Ig)A и IgM в бронхоальвеолярном лаваже пациентов с хронической обструктивной болезнью легких с более высоким уровнем эозинофилов.

IgE

     IgE обладает уникальными свойствами среди изотипов иммуноглобулинов, поскольку он способен как вызывать чрезвычайно быстрые патологические реакции, так и действовать как высокочувствительный иммунологический усилитель. Кроме того, хорошо известно, что уровни IgE повышаются у пациентов, страдающих атопическими состояниями, и что IgE обеспечивает связь между ролью распознавания антигена адаптивной иммунной системой и эффекторными функциями тучных клеток и базофилов на слизистых и кожных покровах окружающей среды.

     В конце 1970-х годов считалось, что роль IgE ограничивается активацией тучных клеток и базофилов, приводящей к высвобождению медиаторов, которые индуцировали острую фазу аллергического воспаления и отвечали за острые симптомы.

IgG

     Иммуноглобулин G (IgG) – гликопротеин, основной иммуноглобулин, антитело сыворотки, играющий роль в гуморальном иммунитете: распознавании, нейтрализации и уничтожении чужеродных агентов. Кроме того, IgG опосредует противовоспалительную активность за счет взаимодействия своего Fc-фрагмента с рецепторами Fcγ.

   Легкая гипогаммаглобулинемия обычно неспецифична. Значительная гипогаммаглобулинемия связана с высоким риском серьезных бактериальных инфекций

     Повышенные уровни IgG также наблюдаются при хронически активной инфекции или воспалении или в связи с нарушениями плазматических клеток.

    O. Hansen et.al. (1984) показали, что небольшие количества RBC-IgG выявляются у нормальных субъектов и пациентов с ревматоидным артритом без циркулирующих иммунных комплексов. Почти у всех пациентов с аутоиммунной гемолитической анемией наблюдался повышенный уровень IgG эритроцитов, указывающий на сенсибилизацию эритроцитов антителами IgG, однако, только у 8 пациентов был положительный прямой антиглобулиновый тест (DAT) с анти-IgG. У 10 из 13 пациентов с ревматоидным артритом с отрицательным результатом DAT и циркулирующими иммунными комплексами наблюдался повышенный уровень IgG эритроцитов , что позволяет предположить связь IC с рецептором С3 эритроцитов.  

Внутривенные иммуноглобулины

       Внутривенные иммуноглобулины (IVOG) представляют собой препараты крови, полученные из плазмы десятков тысяч доноров, прошедших плазмаферез, с целью целью получения очень высокой концентрации иммуноглобулинов (Ig). 

        Наиболее распространенным компонентом IVIG является IgG, обычно более 95%, хотя могут присутствовать и другие фракции Ig. Различные препараты IVIG коммерчески доступны и различаются по концентрации, содержанию Ig (изотипы Ig, IgG, IgM, IgA и IgE) и другим характеристикам

     IVIG  взаимодействует c организмом на нескольких уровнях с различными компонентами иммунной системы и проявляет свою активность против инфекций. Помимо антигенспецифических эффектов, IVIG оказывает противовоспалительную активность за счет взаимодействия между Fc-доменом IgG и их рецепторами (FcγR) (Nimmerjahn F., Ravetch J., 2009).

     При аутоиммунных заболеваниях, характеризующихся тромбоцитопенией, опосредованной наличием антитромбоцитарных антител, IVIG вызывает блокаду FcγR, присутствующих на моноцитах и ​​макрофагах, участвующих в механизме антителозависимой цитотоксичности и фагоцитозе тромбоцитов, покрытых аутоантителами. Fc-зависимая иммуномодуляция, осуществляемая IVIG, может также включать альтернативные клеточные механизмы. Фактически, IVIG индуцирует экспрессию ингибирующих рецепторов FcγRIIB с последующим ингибированием активации B-клеток и индукцией анергии и/или апоптоза посредством фосфорилирования доменов ингибирующего мотива на основе тирозина внутриклеточных иммунорецепторов (ITIM). Другой предполагаемый механизм действия касается насыщения «неонатальных» Fc-рецепторов (FcRn), что включает ускоренный клиренс циркулирующих патогенных антител.

    IVIG содержат структурно и функционально интактный Ig с периодом полураспада примерно 18–32 дня (аналогично нативному IgG) и нормальным соотношением подклассов: 95% мономерного IgG, небольшое количество димеров, переменное количество IgA и IgM. IVIG также может содержать следы растворимых молекул, включая человеческий лейкоцитарный антиген (HLA) и цитокины. Препараты IVIG  не содержат высокомолекулярных иммунных комплексов и примесей, таких как вазомоторные пептиды и эндотоксины, подвергаются промышленным манипуляциям, процессам инактивации, а также химическому и физическому удалению бактерий и вирусов. Продукты IVIG могут различаться по своим фармацевтическим свойствам (осмоляльность, pH, содержание натрия, стабилизатор, содержание IgA), что может влиять на безопасность и переносимость)

    Пассивная иммунотерапия включает плазму пациентов, выздоровевших от инфекции, препараты гипериммунного глобулина с высоким титром нейтрализующих антител и моноклональные антитела (mAbs). 

         IVIG  были впервые использованы в качестве заместительной терапии для лечения иммунодефицитов в 1950-х годах. В настоящее время они лицензированы для лечения первичных иммунодефицитов (PID) с нарушенной выработкой антител, вторичных иммунодефицитов с рецидивирующими инфекциями, дефицитом антител или доказанной недостаточностью специфических антител (PSAF) .  

    IVIG  используются для профилактики и лечения некоторых инфекций, особенно у пациентов с ослабленным иммунитетом или в случае плохой реакции иммунной системы. Противовирусная и противовоспалительная активность IVIG предполагает, что они могут представлять собой полезный терапевтический инструмент даже при COVID-19. 

   Эволюция IVIG от источника пассивного иммунитета до мощного иммуномодулирующего/противовоспалительного средства привела к широкому применению этих препаратов при аутоиммунных заболеваниях. 

    После первых доказательств способности IVIG снижать частоту инфекций у пациентов с ослабленным иммунитетом были опубликованы сообщения, свидетельствующие о положительном влиянии препарата при идиопатической тромбоцитопенической пурпуре (ITP).

    Состав IVIG зависит от антител донорской популяции и изменений структуры белка вследствие обработки плазмы. 

   IVIG может быть полезен пациентам в критическом состоянии, а также для раннего эмпирического лечения. 

       Фракция сывороточного IgG - основной компонент препарата иммуноглобулина G для внутривенного введения. 

     Внутривенные препараты гамма-глобулина неспецифически подавляют синтез антител и вызывают относительное увеличение Т-клеток-супрессоров CD8+ (Tsubakio T., et.al., 1983).  

    Иммуноглобулин широко используется при лечении различных заболеваниях, включая первичные и вторичные иммунодефициты, хронические воспалительные демиелинизирующие, аутоиммунные и дегенеративные заболевания,  а также нервно-мышечные заболевания ( мультифокальная моторная нейропатия, миастенический синдром Ламберта – Итона , тяжелые воспалительные миопатии), синдром синдром Лайела (тяжелый вариант аллергического буллезного дерматита), синдром Гийена-Барре и болезнь Кавасаки. 

      У пациентов с аутоиммунными заболеваниями, c продукцией аутоантител, такими как ревматоидный артрит (RA), системная красная волчанка (SLE) и иммунотромбоцитопения, наблюдается низкая концентрация IgG в крови; лечение внутривенным иммуноглобулином подавляет процесс аутоиммунного заболевания посредством модуляции активности иммунной системы.

    Происхождение IVIG от плазмы людей сопряжено с особыми критическими факторами, включая риски, связанные с продуктами крови, их поставками и повышенными затратами. 

    Большое количество клинических исследований продемонстрировало, что иммуноглобулин эффективен и хорошо переносится, но в литературе также сообщалось о различных побочных эффектах. Большинство из этих явлений, таких как приливы, головная боль, недомогание, лихорадка, озноб, усталость и летаргия, являются преходящими и легкими. Однако редкие побочные эффекты, в том числе почечная недостаточность, тромбоз, аритмия, асептический менингит, гемолитическая анемия и острое повреждение легких, связанное с переливанием крови (TRALI), являются серьезными. Эти побочные эффекты обусловлены специфическими препаратами иммуноглобулинов и индивидуальными различиями. Проведение ранней оценки факторов риска, медленная инфузия, премедикация, переход с внутривенного иммуноглобулина (IVIG) на подкожный иммуноглобулин (SCIG) может минимизировать эти побочные эффекты. Побочные эффекты редко приводят к инвалидности или летальному исходу, лечение в основном включает поддерживающие меры, и у большинства больных прогноз хороший ( Guo Yi et.al., 2018).

IgM

      Иммуноглобулины IgM продуцируются плазматическими клетками как часть адаптивного гуморального иммунного ответа организма против чужеродного патогена. В состоянии покоя зрелые, но наивные В-лимфоциты экспрессируют IgM в качестве трансмембранного рецептора антигена, который функционирует как часть рецептора В-клеток (BCR).  Активация В-клеток в ответ на связывание антигена с BCR приводит к быстрому делению клеток и клональной экспансии активированных В-лимфоцитов, продуцируя множество клеток-потомков, которые могут дифференцироваться либо в секретирующие антитела плазматические клетки, либо в В-лимфоциты памяти.

  Антитела сходны по структуре с трансмембранными иммуноглобулинами, но не имеют короткого трансмембранного сегмента на карбокси-конце. IgM - это первое антитело, секретируемое адаптивной иммунной системой в ответ на чужеродный антиген.

     Мономерный IgM представляет собой гетеротетрамер приблизительно 180 кДа. Тем не мение, секретируемая форма IgM существует преимущественно в пентамерной конфигурации с молекулярной массой более 900 кДа. В сыворотке IgM имеет период полувыведения приблизительно 5-10 дней и состоит приблизительно из 12% углеводов по весу.  Средняя сывороточная концентрация IgM в организме составляет около 1,5 мг / мл.

    Повышенный уровень IgM является неспецифическим маркером воспаления, но может быть связан с заболеванием печени. Низкие уровни IgM обычно неспецифичны. Значимость этого результата зависит от клинической картины и других лабораторных показателей.