Документ обсуждает особенности иммунитета слизистых оболочек кишечника у детей первого года жизни, в частности, роль микробиоты и ее влияние на иммунную систему. Приведены данные о составе микробиоты и ее функциях, включая участие в метаболизме и формировании иммунологической толерантности. Также рассматриваются факторы, влияющие на микробный пейзаж, и результаты обследования детей с различными состояниями здоровья, такими как дисбактериоз.

1. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Особенности иммунитета
слизистых кишечника у детей
первого года жизни
А.П.Топтыгина
ФБУН МНИИЭМ им Г.Н.Габричевского
Пушкинские Горы 2013

2. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Использование терминов
“human gut microbiota” или “human fecal flora”
Lagier 2012

3. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Организм человека – сложнейший
«суперорганизм», симбиотическое
сообщество многочисленных
эукариотических, прокариотических клеток,
вирусов и архибактерий. «Метагеном»
этого суперорганизма состоит из генов
собственно Homo sapiens и генов
(микробиом), присутствующих в геномах
микроорганизмов, колонизирующих его
тело.
J.Lederberg. Infectious history. Science 2000; 288:287-289

4. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Мкробиом слизистых человека

5. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Микробиота кишечника
взрослых людей
• В организме присутствует около 100 триллионов бактерий и
квадрильон вирусов, что в 10-100 раз превышает общее число
соматических и зародышевых клеток человека. В геноме человека
около 100 тыс. генов, в микробиоме – более 10 млн. генов.
• Количество видов микробиоты человека от 10 до 30 тыс., штаммов –
70 тыс. Доминантные виды (160-300 видов) различаются по частоте
обнаружения: лишь 18 видов обнаруживаются у всех людей, 75 – у
50%, 57- у 90% людей. Видовой состав относительно стабилен у
каждого конкретного человека. Количество видов и КОЕ/г у разных
людей может различаться в 12-2200 раз.
• Более 99% прокариотических организмов – облигатные анаеробы.
Лишь 700-1000 видов бактерий могут быть культивированы.
Преобладают представители Bacteroides и Firmicutes, за которыми
следуют Archea, Actinobacteria, Proteobacteria.
• Микробиота человека имеет выраженный индивидуальный характер
и различается как на видовом, так и на штаммовом уровне.
Внутривидовые различия среди штаммов достигают 25% и более их
генома.

6. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Функции микрофлоры пищеварительного тракта
• Морфокинетическое действие
• Регуляция газового состава полостей
• Участие в водно-солевом обмене
• Участие в метаболизме белков, жиров и углеводов
• Участие в обеспечении энергией эукариотических клеток ЖКТ
• Участие в кишечно-печеночной рециркуляции желчных кислот и т.п.
• Иммуногенная роль, включая участие в формировании иммунологической
толерантности к пищевым и микробным агентам
• Участие в обеспечении колонизационной резистентности
• Детоксикация экзогенных и эндогенных токсических субстанций
• Мутогенная,антимутогенная, антиоксидантная активность
• Хранилище микробного генетического материала
• Продукция низкомолекулярных соединений, ко-факторов и т.п.
• Регуляция стабильности метагенома, репликации и фенотипической
экспрессии генов прокариот и эукариот
• Регуляция апоптоза эукариотических клеток
• Эпигеномная и пост-трансляционная регуляция организма хозяина
• Участие в этиопатогенезе заболеваний

7. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Лимфоидные образования в
кишечной стенке
Просвет кишечника
Фолликул Индуктивный участок Ворсинка
м-клетка
Подслизистый
слой
Первчиный Мышечный
фолликул слой
Зародышевый
Пейерова бляшка центр

8. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Строение GALT
IgA-коричневый
Показан GC,
lamina propia - Lp
J Spenser 2012

9. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Лимфоидные фолликулы в кишечнике
плода человека
(22 нед г.в.)
CD3+ - коричневый, CD20+CD5+ - синий
J Spenser 2012

10. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Природа секреторных IgA антител
Germ-free Commensals Pathobionts Pathogens
buffering
buffering
antigen? buffering protection
protection
function? neutralization
cY Y
c
Y
Y
Y Y
c YY c
Y
c
Y
Y c
Y
c
Y Y Y
c
Y
Y
Y Y
c
c
Y Y
Y
c
Y
YY
c
c
Y
Y
c
Y Y
c
Y
Y Y
c Y
c
Y Y c
Y Y
c
Y
Y
c
Y
Y
Y
cY
c
Y
РС
Y
РС c Y
РС
classical IgA РС
natural IgA primitive IgA
T-independent T-dependent
microbiota induced microbially induced
follicul+ SHM- follicul+ GC+ SHM+
В1 В2

11. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Функции IgA Функции sIgA
• Активация • Опосредованная sIgA
комплемента по нейтрализация
альтернативному вирусов
пути. • Опосредованная sIgA
• Фагоцитоз, иммунная экскреция
опосредованный FcαR • Опосредованное sIgA
(CD89). иммунное исключение
(нейтрализация
• Осуществляются токсинов,
только во внутренней агглютинация
среде организма. бактерий и вирусов)

12. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Неиммунное связывание
бактерий с sIgA
• Бактерии, несущие маннозо-содержащие
фимбрии I типа (E. coli).
• Стрептококки группы В, несущие белки-рецепторы
для IgA, sIgA или SC (S. agalactiae,S. pneumoniae).

13. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Планктонный рост бактерий (А)
и рост в биопленках (В)
А В
Y
c
c
Y
Y
Y
Y
c
Y
Y Y
c
Y
c c
Y Y
cY Y
Y
Y Y
c
c Y Y
Y c
Y
c
Y
Y Y
Y
c Y
Y
Y
Y
c
Y
Y
Y
Y
c
Y
c
Y
c
Y
c
Y
c

14. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Биопленки – трехмерные образования,
состоящие из бактерий одного или
нескольких видов, а также
синтезированного ими межклеточного
матрикса

15. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Преимущества роста бактерий в
биопленках
• Длительное обитания в выгодной
экологической нише (устойчивость к
вымыванию).
• Метаболическая кооперация.
• Обмен генетической информацией.
(устойчивость к токсинам и
антибиотикам).
«Эффект многоклеточности»

16. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Нормальная микрофлора стимулирует
продукцию sIgA и затем колонизирует
просвет кишечника в присутствии sIgA.
Shroff K.1995.
Дефицитные по sIgA пациенты имеют
сниженное содержание бактерий,
несущих фимбрии 1 типа.
Friman V. 1996.
sIgA, агглютинируя бактерии,
благоприятствует их росту в виде
биоплёнок и длительной персистенции
в экосистеме пищеварительного тракта.
В.Б.Климович

17. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Обследованная группа
• Дети в возрасте от 1 до 8 месяцев
• Здоровые дети (18 детей)
• Дети с дисбактериозом (13 детей)
• Дети с лактазной недостаточностью и
дисбактериозом (41 ребенок)

18. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Лабораторное обследование
• Посев кала микробиологический
• Определение остаточных углеводов в
водном копроэкстракте
• Определение sIgA в водно-солевом
копроэкстракте
• Определение цитокинов в водно-
солевом копроэкстракте
• Определение IgA в сыворотке крови
• Определение цитокинов в сыворотке
крови

19. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Содержание иммуноглобулинов А в
сыворотке крови здоровых доноров
взрослые
7-16л
3-7 л
1-3 г
до 1 г
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
мг/мл

20. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Количество иммуноглобулинов класса
А в сыворотке крови у детей
1,8 30 лет назад
1,6 Сегодня
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
до 1 года 2 года старше 3 лет

21. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Микробный пейзаж кишечника
обследованных детей
% от нормы E. coli
Бифидум
100
Лакто
90 Клебсиела
80 Гемолиз. E.coli
St aur.
70
60
50
40
30
20
10
0
Здоровые Дисбактериоз Дисбактериоз+ЛН

22. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Содержание sIgA в копроэкстракте детей
первого года жизни
400 мкг/мл
350
300
250
200
150
100 Дисбактериоз+ЛН
50
Дисбактериоз
0 Здоровые
sIgA

23. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
3
2,5
r = 0,84
Углеводы в стуле %
2
1,5
1
0,5
r = 0,03
0
0 100 200 300 400 500 600 700
sIgA мкг/мл

24. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Соотношение секреторных и
сывороточных IgA
мкг/мл
400 sIgA
IgA
350
300
250
200
150
100
50
0
здоровые дисбактериоз дисбактериоз+ЛН

25. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Содержание цитокинов в сыворотке крови
детей первого года жизни (пкг/мл)
пг/мл
12
10
IL-1
IL-2
8 IL-4
IL-5
IL-6
6
IL-7
IL-8
4 IL-10
IL-12
TNFa
2
IFNg
0
здоровые дисбактериоз дисбактериоз+ЛН

26. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Индукция микроорганизмами
синтеза цитокинов в слизистой
кишечника.
bacter. fragil.
SFB
PSA
TGFβ
IL-23
IL-6
IL-12
IL-17 IL-10 IL-10 IFN-γ

27. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Частота выявления цитокинов в
копроэкстракте у детей 1 года жизни
ИЛ-4
100
ИФН-г
90 ИЛ-6
ИЛ-1
80 ИЛ-2
ФНО-а
70 ИЛ-5
60
% 50
40
30
20
10
0
Дисбакте риоз Дисбакте риоз+ЛН

28. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Содержание цитокинов к копроэкстракте у
детей первого года жизни
И Л-4
пг/мл
И ФН-г
10000 4640 4320 И Л-6
2896
И Л-1
1412
788 823 И Л-2
760
1000 440 ФНО-а
292
И Л-5
97,1 140
100 66
10 12 17
1
Дисбактериоз Дисбактериоз+ЛН

29. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Содержание цитокинов в слюне детей
Здровые
пкг/ мг белка
250
*
* О.бронхит
* Хр.бронхит
*
200
*
150 *
100
50 *
*
*
0 ** **
ИЛ-1 ИЛ-4 ИЛ-6 ИЛ-8 ИЛ-9 ИЛ-10 ИЛ-12 ИФН-г ФНО-а ГМ-
КСФ

30. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Содержание цитокинов в слизи
цервикального канала женщин
с урогенитальным хламидиозом
10000
1000
IL-8
GM-CSF
IL-1
100 TNFa
IL-6
IFNg
IL-4
10
IL-10
1
Группа 1 Группа 2 Группа 3 Группа 4

31. Топтыгина А.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии., 2013г.
Благодарю за внимание!