Type IV Overfølsomhed i T-celler: Mekanisme, reaktioner, grunde og sygdomme

Type IV-hypersensitivitetsreaktionen medieres primært af T-celler og makrofager.

I Gell og Coombs (1963) klassificering af overfølsomhed blev udtrykket type IV eller hypersensitivitet med forsinket type brugt til at beskrive alle de overfølsomhedsreaktioner, som tog mere end 12 timer at udvikle sig. Senere blev det klart, at flere forskellige typer af immunreaktioner kan producere forsinket overfølsomhed.

Type I, II og III overfølsomhedsreaktioner (som medieres af antistoffer) kan overføres fra et dyr til et andet dyr gennem serum (som indeholder antistoffer), men kan ikke overføres af sensibiliserede T-celler. På den anden side kan type IV overfølsomhedsreaktion overføres fra et dyr til et andet gennem sensibiliserede T-celler alene, men ikke gennem serum.

Forsinket hypersensitivitet er en lokaliseret inflammatorisk reaktion induceret af nogle subpopulationer af TH1celler mod bestemte antigener. Det karakteristiske træk ved DTH-reaktionen er tilstrømning af makrofager til stedet for lokal inflammation. Robert Koch injicerede kulturfiltrater af Mycobacterium tuberculosis i huden hos tuberkulose patienter. Injektionen forårsagede lokal hævelse på injektionsstedet, og reaktionen blev kaldt 'tuberkulinreaktion'.

Senere blev der fundet mange antigener at fremkalde lignende svar, og udtrykket forsinket overfølsomhed blev udtænkt. Da reaktionerne tog længere tid at udvikle sig, blev det kaldt forsinket overfølsomhedsreaktion. Det blev også antaget, at reaktionen forårsagede omfattende vævsnekrose, og derfor blev det kaldt hypersensitivitetsreaktion.

Imidlertid blev det senere indset, at værtsvævsskaden sædvanligvis er minimal, og DTH-reaktionen er en vigtig forsvarsmekanisme mod intracellulære mikrober (såsom Mycobacterium tuberculosis) og nogle kontaktantigener (såsom giftemyve).

Generelt inducerer CD4 + _TH 1subset af lymfocytter (også omtalt som T _DTH- lymfocytter) DTH-responsen. I få tilfælde fremkalder CD8 ⁺ T-celler imidlertid også DTH-responser.

Type IV-mekanisme Overfølsomhed:

Ved indtræden af ​​en mikrobe, som behandles af DTH-immunresponser, ophælder værts APC'er og præsenterer de mikrobielle antigener til T- _DTH- cellerne. T _DTH- subpopulationen af ​​hjælper T-celler udskiller mange cytokiner. Cytokinerne aktiverer igen de nærliggende lymfocytter og makrofager (tabel 18.1).

Tabel 18.1: Virkninger af cytokiner i DTH reaktion

Nogle af cytokinerne og deres funktioner er angivet nedenfor:

jeg. Makrofagemigrationsinhiberende faktor (MIF): Hæmmer migrering af makrofager væk fra det inflammatoriske sted.

ii. IFNγ, GM-CSF'er og TNFa forøger mikrobicide og cytolytiske aktiviteter af makrofager.

iii. IFNγ har mange andre funktioner. IFNy forøger ekspressionen af ​​MHC klasse II molekyler på makrofagoverfladen og følgelig øges antigenpræsentationskapaciteten af ​​makrofager. Den forøgede antigenpræsentation aktiverer igen T _DTH- celler, som hemmeligheder mange cytokiner, som forbedrer makrofagens funktioner. En amplifikation mellem T- _DTH- celler og makrofager amplificerer således immunrepositionerne på det lokale inflammatoriske sted.

iv. Leukocytinhiberende faktor hæmmer tilfældig migration af leukocytter.

v. IL-8 er en kemotaktisk faktor for neutrofiler og T-celler.

vi. IL-2 stimulerer væksten af ​​aktiverede T-celler. IL-2 aktiverer også cytotoksiske lymfocytter og makrofager.

De aktiverede makrofager udskiller i sin tur et antal cytokiner og biologisk aktive stoffer, der forårsager betændelse og ødelæggelse af mikrober.

jeg. Cytokiner: IL-1, IL-6, IL-8, IL-12

ii. Reaktive oxygenmetabolitter, såsom superoxidanion, hydroxylradikal og hydrogenperoxid.

iii. Proteaser og lysosomale enzymer.

DTH-svarene fjerner sædvanligvis de intracellulære patogener. Men hos nogle individer er patogenet ikke elimineret på trods af DTH-responserne. Derfor akkumulerer flere makrofager omkring stedet for mikrobiel tilstedeværelse. Makrofagerne klæber til hinanden og kan antage en epitheliodform (og sådanne celler kaldes epithelioide celler) eller mange makrofager smelter sammen med hinanden for at danne multinucleerede celler kaldet 'gigantiske celler'. Makrofagerne udskiller mange cytokiner og lytiske enzymer, der kan forårsage omfattende vævsnekrose.

En række intracellulære mikrober og kontaktantigener kan inducere DTH-responser. Mycobacterium tuberculosis (et patogen, der ligger inde i makrofager af vært) inducerer en DTH reaktion i lungerne og resulterer i dannelsen af ​​en granulom-type læsion kaldet tuberkel. DTH-responsen vægger væk fra tuberkulosebakterierne og forhindrer bakteriens spredning. Imidlertid forårsager cytokinerne og lytiske enzymer udskilt af makrofagerne og andre celler i granulomet omfattende skade på lungevæv.

Hudprøve for forsinket-type overfølsomhedsreaktion:

Forsinket overfølsomhed hudprøve er en simpel test, som hjælper med at diagnosticere visse smitsomme sygdomme. Testen registrerer kutan (hud) overfølsomhed over for antigener. Med hensyn til hudprøver for smitsomme sygdomme skal man huske, at en positiv test ikke nødvendigvis indikerer aktiv infektion med det middel, der testes for; en positiv hudtest indikerer kun, at personen er blevet smittet med det smitsomme middel, selv om han måske eller måske ikke lider af sygdommen (forårsaget af det pågældende middel) på testtidspunktet.

Hudprøvninger udføres for at finde ud af om individet allerede er eksponeret (dvs. sensibiliseret) for et bestemt antigen. Antigenet injiceres intraderalt i huden. Udseende af hævelse (kaldet induration) i 48 til 72 timer tyder på, at individet allerede er udsat for antigenerne, som blev injiceret i huden.

Hudprøver er udført for at detektere tidligere eksponering for Mycobacterium leprae (hudprøven kaldes lepromintest), Mycobacterium tuberculosis (hudtesten hedder Mantoux test) og mange svampe (såsom Coccidioides immitis).

Mantoux Hudtest for Tuberkulose:

Oprenset proteinderivat (PPD) opnået fra in vitro Mycobacterium tuberculosis kultur anvendes som antigen i Mantoux hudtest. PPD injiceres intraderalt i huden. Det injicerede område kontrolleres for erytem (rød hud) og induration (hævelse produceret ved den inflammatoriske reaktion) efter 48 til 72 timers injektion. Reaktionerne tager sædvanligvis 48 til 72 timer at udvikle (tiden der kræves for T _DTH- aktivering, cytokinsekretion, akkumulering af makrofager og frigivelse af lytiske enzymer).

Diameteren af ​​induration måles med en linjal. Hvis diameteren af ​​induration er mere end 10 mm, siges personen at være hudtest positiv. En positiv Mantoux hudtest foreslår simpelthen, at personen har været sensibiliseret med Mycobacterium tuberculosis.

En positiv Mantoux-test betyder ikke, at personen lider af tuberkulose på hudtestet. En positiv eller negativ Mantoux test bør korreleres med kliniske tegn og symptomer på patienten såvel som radiologiske (røntgen) og bakteriologiske test.

Hos en person, der allerede er sensibiliseret med Mycobacterium tuberculosis, er hukommelse T-celler mod M. tuberculosis antigener til stede. Hukommelse T-celler forbliver i kroppen i længere tid, ofte mange år.

↓

Efter injektion af PPD opfanger og APC-antigenerne PPD-antigenerne til de specifikke hukommelses-T-celler.

↓

Hukommelses-T-cellerne aktiveres og frigives talrige lymfokiner ind i vævsrummet.

↓

De udskillede lymfokiner rekrutterer mange inflammatoriske celler, bevarer dem (ved PPD-deponeringsstedet) og aktiverer dem. Blandt cytokinerne, der udskilles af T-celler, synes de, der virker på monocytter, at spille vigtige roller (Makrofag-kemotaktiske faktorer tiltrækker cellerne til stedet for antigenaflejring; makrofagemigreringsinhiberende faktorer forhindrer monocytter i at bevæge sig væk fra stedet, så monocytterne er beholdt på stedet; IFNy aktiverer monocytterne).

↓

Infiltreringen på det PPD-injicerede sted ved adskillige immunceller og væske fra blodkarrene forårsager hævelse på det PPD-injicerede sted.

Aktivering af koagulations-kininsystem fører til deponering af fibrin på stedet. Fibrinaflejringen giver en fast konsistens (induration), som er karakteristisk for væv, der gennemgår DTH-reaktioner.

DTH reaktion er et beskyttende respons under følgende forhold:

jeg. Tuberkulose og spedalskhed

ii. Svampe- og virussygdomme

iii. Tumorer

DTH er imidlertid også skadeligt for værten under visse forhold:

jeg. Kontakt hudens hudkontakt ved eksponering for visse stoffer.

Forsinket-type overfølsomme sygdomme:

1. Kontakt dermatitis

1. Kontakt dermatitis eller økematisk kontakt allergi:

Betændelse i huden kaldes dermatitis. Kontakt overfølsomhed er et klassisk eksempel på type IV overfølsomhedsreaktion. Kontaktdematitis er en eksemematøs hudsygdom forårsaget af type IV overfølsomhed over for miljøantigener. Immunreaktioner induceres af antigen ved dets kontakt med huden. Der er talrige antigener, der kan forårsage allergisk kontaktdermatitis (fx mange naturlige og syntetiske kemikalier, metaller som smykker og ur; farvestoffer og stoffinish i tøj).

Hududbruddet fremstår som rød hævelse med blærer. Senere forstyrrer huden og væsker oser ud fra dette område. Der kan være inching i dette område.

De mest almindelige agenter for overfølsomhed er haptener. Det lille hapteruc-molekyle trænger ind i hudens hudhinde og binder med værtsprotein og danner et immunogent hapten-bærerkompleks. Hapten-bærerkomplekset genkendes af værts-T-cellerne.

T-cellernes respons er rettet mod konjugatet, men ikke til hapten- eller bærermolekylet, hvilket er i modsætning til antistofinduktionen mod haptenbærerkompleks. Under haptenens første kontakt med huden trænger hapten hudens epidermis og danner et hapten-værtproteinkompleks.

Langehans-cellerne i epidermis fanger hapten-værtproteinkomplekserne, bærer dem til de regionale lymfeknuder og præsenterer komplekserne for hjælper T-cellen. Hjælper T-cellen bliver aktiveret, og individet er således sensibiliseret over for hapten. Sensibiliseringsprocessen tager ca. 2 uger at udvikle sig.

↓

Når hapten kommer i kontakt med huden i anden og efterfølgende tid, hentes den af ​​APC'er og præsenteres for de sensibiliserede T _DTH- celler i hud- og regionale lymfeknuder. T- _DTH- cellerne frigiver et antal cytokiner.

↓

Cytokiner TNF og IL-1 inducerer ekspression af adhæsionsmolekyler på blodkarets endotelceller, hvilket igen fører til infiltrering af stedet af monocytter og lymfocytter fra blod. De infiltrerende lymfocytter og monocytter udskiller et antal cytokiner, og området er betændt. Toppen af ​​cellulær infiltration nås ved 48 til 72 timer. Størstedelen af ​​lymfocytter er CD4 ⁺ med et lille antal CDS ⁺ T-celler.

Den eneste måde at forebygge allergisk kontaktdermatitis på er at undgå det modsatte antigen. Nogle kontaktagenter som dinitrochlorbenzen (DNCB) har evnen til at føle alle individer og derfor blev DNCB brugt til at teste CMI-responsen (ved hudprøve) hos patienter, der mistænkes for at have immundefektsygdomme. DNCB bør ikke anvendes som et hudtestantigen hos mennesker.

Patch Test for kontaktdermatitis:

Patch test bruges til at detektere de antigener, som patienten er følsom overfor. Et batteri af standardkontaktfølsomme antigener (såsom gummi, kosmetik, planteekstrakter, parfumer, metaller) påføres på bagsiden af ​​patienten.

Der er to patch test procedurer:

jeg. I åben patch test metode anvendes en dråbe acetone ekstrakt af allergen på huden. Acetonet tørrer hurtigt væk fra allergenet på huden. Webstedet er afdækket og undersøgt efter 48 timer.

ii. I lukket patch-testmetoden anbringes allergenet i petrolatum på en pude og puden tappes til huden. Efter 48 timer fjernes puden og hudstedet undersøges.

En positiv (dvs. patienten er følsom overfor den allergenpåførte) test er indiceret af erytem, ​​papuler eller vesikler. Hvis teststedet er negativt for reaktion, undersøges stedet igen efter 72 timer og 96 timer (fra tidspunktet for allergenpåføring på huden) til reaktionerne. I et møde kan der anvendes 20 stoffer som patchforsøg.