التسبب في مرض السل

يعتمد تطور التهاب السل على تفاعل الجسم وحالة دفاعاته، وضراوة بكتيريا السل، ومدة بقائها في الرئتين. ويمكن لتأثير عوامل مختلفة في العملية المعدية أن يفسر التنوع الكبير في ردود الفعل النسيجية والخلوية في الجهاز التنفسي، حيث تتداخل تغيرات محددة مع تغيرات غير محددة، مما يؤثر بشكل أو بآخر على مظهر العملية الرئيسية ونتائجها.

كل مرحلة هي مجموعة معقدة من التغيرات البنيوية في مختلف أجهزة الجسم وأعضاء الجهاز التنفسي، مصحوبة بتحولات جذرية في العمليات الأيضية، وشدة التفاعلات الأيضية في الجهاز التنفسي، وتنعكس في الحالة الشكلية والوظيفية لعناصره الخلوية وغير الخلوية. وتكتسب دراسة الآليات المبكرة لتطور الالتهاب السلي، التي اكتُشفت في السنوات الأخيرة، أهمية بالغة.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]

اضطرابات الدورة الدموية الدقيقة وحالة الحاجز الدموي الهوائي

في غضون 24 ساعة من الحقن الوريدي لبكتيريا السل في رئتي الفئران، تحدث تغيرات مميزة في الدورة الدموية الدقيقة: توسع في ملامح شبكة الشعيرات الدموية الوعائية، وتكوين رواسب من كريات الدم الحمراء مع ترتيب جداري لكريات الدم البيضاء متعددة النوى. يكشف التحليل المجهري الإلكتروني للبطانة البطانية للشعيرات الدموية الرئوية عن تنشيط السطح اللمعي للخلايا، وعلامات تطور الوذمة داخل الخلايا مع اختلال في حويصلات الخلايا البينية الدقيقة واندماجها في فجوات كبيرة. تشكل مناطق السيتوبلازم المتورمة والخالية من الخلايا البطانية نتوءات شراعية الشكل، تختلف في الكمية والحجم باختلاف الأوعية الدقيقة. في بعض الحالات، يُلاحظ تقشير موضعي لعملياتها السيتوبلازمية من الطبقة القاعدية الأساسية، وارتخاء وتكثيف هذه الأخيرة.

بغض النظر عن طريقة إدخال بكتيريا السل، لوحظ في جميع التجارب النموذجية خلال الأيام الثلاثة إلى الخمسة الأولى زيادة في نفاذية الحاجز الدموي الهوائي، كما يتضح من تراكم السوائل في النسيج الخلالي، وتطور الوذمة داخل الخلايا، ليس فقط في الخلايا البطانية، بل أيضًا في الخلايا السنخية من النوع الأول (A1). تؤثر هذه التغيرات على عملياتها السيتوبلازمية، حيث تظهر مناطق من السيتوبلازم الشفاف المتورم، القادر على الانتفاخ في الفراغ السنخي.

في أماكن انتشار بكتيريا السل وتطور بؤر رئوية، وتكوين تراكمات حبيبية أولية من الخلايا وحيدة النواة وكريات الدم البيضاء متعددة الأشكال، يُحدد النمط A1 بسماكة شديدة، وتدمير في بعض الأماكن للزوائد السيتوبلازمية، ومناطق من الغشاء القاعدي المكشوف. في العديد من الخلايا السنخية من النوع الثاني (A2)، يحدث تورم في الزغيبات القمية، وتمدد غير متساوٍ لهياكل الميتوكوندريا والشبكة السيتوبلازمية. يصاحب فرط ترطيب الظهارة السنخية في بعض الأماكن إطلاق السوائل وبروتينات البلازما والعناصر الخلوية الالتهابية في الفراغ داخل السنخ.

أثبتت الدراسات الحديثة للدورة الدموية الدقيقة الدور الرائد للجهاز الوعائي في تطور المراحل الأولية من الالتهاب. تُفرز البطانة، بتحفيزها من السيتوكينات، مواد نشطة بيولوجيًا - جزيئات لاصقة (سيليكتينات، إنتغرينات)، ووسطاء مختلفة (مستقلبات حمض الأراكيدونيك)، وعوامل نمو، وجذور الأكسجين، وأكسيد النيتريك، وغيرها، مما يُوفر التفاعل بين البطانة وكريات الدم البيضاء متعددة النوى، وكذلك بين العناصر الخلوية الأخرى المسببة للالتهاب. وقد ثبت أن L-سيليكتين يتوسط ما يُسمى بتأثير "العدلات المتدحرجة"، وهي المرحلة الأولية من التصاق هذه الخلايا بالبطانة. نوع آخر من السيليكتين، وهو P-سيليكتين، ينتقل إلى سطح الخلايا البطانية بعد تأثير الهيستامين أو مستقلبات الأكسجين على الخلايا البطانية، مما يُسهل التصاق العدلات. كما يُكتشف E-سيليكتين على سطح الخلايا البطانية المُنشَّطة بالسيتوكينات. يشارك في عملية التفاعل بين بطانة الأوردة الشعرية الخلفية والخلايا الليمفاوية التائية.

تُسبب السيتوكينات التي تفرزها الخلايا وحيدة ومتعددة النوى إعادة ترتيب هيكلي للخلايا البطانية، مما يؤدي إلى تقلصها وزيادة نفاذيتها الشعرية. وفي المقابل، قد يصاحب مرور الكريات البيضاء متعددة النوى عبر جدار الأوعية الدموية تلفها وزيادة نفاذيتها لبروتينات السوائل والبلازما، كما أن أي تغيير في تركيب أو نشاط الجزيئات اللاصقة يؤدي إلى زيادة هجرة الخلايا الوحيدة واللمفاوية، مما يُعزز تطور التفاعل الالتهابي. وينشأ هذا الالتهاب في أعضاء الجهاز التنفسي استجابةً لدخول المتفطرة السلية، ويؤثر على جميع هياكل الجهاز التنفسي.

أثناء تكوّن ونضج الأورام الحبيبية السلية، أي في المرحلة الثانية من تطور العملية المحددة، تزداد الاضطرابات في بنية الحواجز بين الحويصلات الهوائية. يُغيّر الوذمة وتكاثر الخلايا وتكوين الألياف في النسيج الخلالي الحالة الشكلية الوظيفية للظهارة التنفسية بشكل ملحوظ، وخاصةً بالقرب من بؤر التفاعل الالتهابي. كما تؤثر الاضطرابات في ظروف البيئة الدقيقة والنشاط الحيوي للخلايا السنخية سلبًا على الحالة الوظيفية للحاجز الدموي الهوائي وتبادل الغازات في الرئتين.

إلى جانب التغيرات الملحوظة في الحواجز بين الحويصلات الهوائية في منطقة الوذمة، تلفت الانتباه تغيرات تدميرية واضحة في ظهارة الحويصلات الهوائية، والتي يمكن تتبعها على جزء كبير منها. تؤثر هذه التغيرات على كلا نوعي الحويصلات الهوائية، ولها اتجاه واحد - تورم وذمي للعضيات داخل الخلايا، مما يؤدي إلى خلل وظيفي ثم موت الخلايا. يمكن الكشف عن شظايا من الحويصلات الهوائية المدمرة، بما في ذلك A2، في المحتوى داخل الحويصلات الهوائية. كما توجد هنا عناصر من الخلايا البلعمية، وكريات الدم البيضاء متعددة الأشكال، بالإضافة إلى عدد كبير من كريات الدم الحمراء والحمضات، مما يعكس النفاذية العالية لشبكة الشعيرات الدموية. يتم تحديد خيوط الفيبرين وتكتلاتها بين الخلايا المدمرة.

في الحويصلات الهوائية التي تحتجز الهواء، يمكن أيضًا ملاحظة علامات وذمة في أنسجة وهياكل الخلايا في الحواجز بين الحويصلات الهوائية. بالإضافة إلى ذلك، تحدث عمليات تكوين فقاعات على سطح الظهارة السنخية، مما يعكس المراحل الأولية من تدمير الحاجز الدموي الهوائي و"غمر" الحويصلات الهوائية. في المرحلة النهائية من تطور الالتهاب السلي، تُلاحظ زيادة تدريجية في التغيرات الضمورية والتدميرية في المكونات الهيكلية للأقسام الطرفية من الرئة، وخاصة في مناطق النسيج الرئوي المحيط بالبؤر الجبنية النخرية أو بؤر الالتهاب الرئوي السلي. تنتشر اضطرابات الدورة الدموية الدقيقة على نطاق واسع.

يُعزز مرور بروتينات بلازما الدم عبر الشعيرات الدموية دخول المُعقدات المناعية الدائرية (CIC) إلى النسيج الخلالي للرئة، مما يُعزز تطور التفاعلات المناعية والمرضية الثانوية فيها. وقد ثبت دور هذه الأخيرة في التسبب بمرض السل، وهو ناتج عن ترسب المُعقدات المناعية الدائرية داخل الرئة، وخلل في جهاز البلعمة، واختلال في إنتاج السيتوكينات التي تُنظم التفاعلات بين الخلايا.

تقل مساحة النسيج الرئوي الهوائي إلى 30% من مساحة المقطع، وتتناوب مناطقه مع مناطق الوذمة داخل الحويصلات الهوائية الواضحة، وانخماص الرئة وانخماص الرئة، والتوسع النفاخي للحويصلات الهوائية. وعلى الرغم من الطبيعة التقدمية لتطور الالتهاب السلي غير المعالج، تحدث عمليات تعويضية وترميمية في النسيج الرئوي الخالي من البؤر. وكما أظهرت دراساتنا، في المنطقة المحيطة بالبؤرة الالتهابية، يهدف النشاط الوظيفي لـ A2 بشكل أساسي إلى الحفاظ على سلامة الظهارة السنخية، واستعادة مجموعة A1، وهي الأكثر حساسية لعمل عوامل العملية السلية. ومن المسلم به عمومًا اليوم أن مشاركة A2 في عمليات التجديد كمصدر خلوي للظهارة التنفسية. يُشير اكتشاف 6-10 خلايا حويصلية صغيرة قريبة إلى زيادة ملحوظة في النشاط التكاثري للخلايا A2 في هذه المناطق، وهي "براعم نمو" ذات بنية نووية متجانسة ومتطورة، ومحتوى كبير من الميتوكوندريا والبولي ريبوسومات في السيتوبلازم، وعدد قليل من الحبيبات الإفرازية. في بعض الأحيان، يمكن ملاحظة أشكال انقسامية في هذه الخلايا. في الوقت نفسه، تُعد الخلايا الحويصلية المتوسطة، التي تعكس تحول الخلايا A2 إلى الخلايا A1، نادرة للغاية. يتم الحفاظ على وظيفة تبادل الغازات في هذا العضو بفضل تضخم الحويصلات، وتكوين نقاط النمو، وتحول الخلايا A2 إلى الخلايا A1 في المناطق النائية من النسيج الرئوي. كما تُلاحظ هنا علامات فوق بنيوية على الوظيفة الإفرازية النشطة للخلايا A2.

تتوافق هذه البيانات مع نتائج الفحص المجهري الإلكتروني للظهارة السنخية في المواد الجراحية. لدى المرضى الذين يعانون من شفاء بؤر عدوى السل، تتشكل هياكل غدية تشبه القنوات السنخية. تتميز الخلايا المبطنة لها ببنية فوقية من النوع A2، تحافظ على حبيبات إفرازية مفردة. ومن السمات المميزة عدم حدوث تحول من النوع A2 إلى النوع A1 (لا يتم الكشف عن الخلايا السنخية المتوسطة)، مما لا يسمح بتصنيف هذه الهياكل على أنها حويصلات سنخية حديثة التكوين، كما أشار بعض الباحثين.

تُلاحظ عمليات ترميم الظهارة التنفسية وتكوين الحويصلات الهوائية الانتقالية فقط في النسيج الرئوي الأبعد، حيث تُحدد النموات العقدية للحويصلات الهوائية المقابلة لـ"براعم النمو". وتُنفذ هنا أيضًا الوظيفة الرئيسية لتبادل الغازات في الرئتين، حيث تتميز خلايا الحاجز الدموي الهوائي ببنية دقيقة متطورة تحتوي على عدد كبير من الحويصلات الهوائية الدقيقة.

أظهرت دراسة نماذج مختلفة من الالتهاب السلي أن تطور التهاب محدد في الرئتين لا يرتبط فقط ببعض التغيرات المدمرة في القسم التنفسي مباشرة في بؤر العدوى، بل يؤثر أيضًا على النسيج الرئوي بأكمله، حيث تُلاحظ علامات ضعف الدورة الدموية الدقيقة. زيادة نفاذية أوعية الحواجز بين الحويصلات الهوائية. مع تطور العملية الالتهابية، تزداد ظاهرة الوذمة، مما يؤثر على حالة الحويصلات الهوائية، وخاصة A1. تمتلئ تجاويف العديد من الحويصلات الهوائية جزئيًا أو كليًا بعناصر سائلة وخلوية للالتهاب. يؤثر نقص الأكسجين والتغيرات الليفية في الحواجز بين الحويصلات الهوائية على وظيفة تبادل الغازات للحاجز الدموي الهوائي، مما يؤدي إلى تطور فشل الجهاز التنفسي وموت الحيوانات التجريبية.

[ 7 ]، [ 8 ]، [ 9 ]، [ 10 ]

دور الخلايا البلعمية الرئوية

البلاعم الرئوية هي أحد مكونات نظام البلاعم وحيدة النواة، وهو نظام شائع في جميع أنحاء الجسم، وينشأ من الخلايا الجذعية متعددة القدرات في نخاع العظم. أثناء انقسام الخلايا الجذعية، تُنتج الخلايا السليفة للخلايا الوحيدة - الخلايا الوحيدة والخلايا الوحيدة الأولية. تدور الخلايا الوحيدة في الدم وتدخل جزئيًا إلى النسيج الخلالي للرئتين، حيث يمكن أن تبقى خاملة لبعض الوقت. في وجود محفزات التمايز، يتم تنشيطها، وتنتقل إلى سطح الظهارة التنفسية والشعبية، حيث تمر بمراحل نضج متعددة، وتتحول إلى بلاعم سنخية وشعبية، على التوالي. الوظيفة الرئيسية لهذه الخلايا - الامتصاص - ترتبط بقدرتها على بلعمة المواد الغريبة. باعتبارها أحد عوامل المقاومة الطبيعية للجسم، فهي تحمي مناطق الرئتين التي تلامس الميكروبات والعوامل غير الحيوية أولًا، أي أنها تحافظ على عقم البطانة الظهارية للرئتين على طولها. تُهضم معظم المواد الغريبة، بالإضافة إلى شظايا العناصر الخلوية المدمرة، بشكل شبه كامل بعد اقتران الفجوة البلعمية للبلعم (البلعم الميت، البلعم الدموي) مع الليزوزومات التي تحتوي على إنزيمات تحلل البروتين. تتميز البلاعم الرئوية بمحتوى عالٍ من الفوسفاتاز الحمضي، والإستراز غير النوعي، والكاثيبسين، والفوسفوليباز A2، وإنزيمات دورة كريبس، وخاصةً نازعة هيدروجين السكسينات. في الوقت نفسه، من المعروف أن مسببات الأمراض لعدد من الأمراض المعدية، وعلى رأسها المتفطرة السلية، يمكن أن تبقى لفترة طويلة في سيتوبلازم البلاعم السنخية، نظرًا لامتلاكها جدرانًا خلوية شديدة المقاومة لتأثير إنزيمات الليزوزومات. في التجارب النموذجية على الحيوانات غير المعالجة، وعلى الرغم من النشاط الواضح لفوسفاتاز الحمض وغيره من الهيدرولازات، يُمكن ملاحظة نشاط تكاثري معين لبكتيريا المتفطرة السلية وتكوينها مجموعات صغيرة تشبه المستعمرات في سيتوبلازم البلاعم السنخية.

يرتبط انخفاض النشاط المبيد للميكروبات في الخلايا البلعمية الرئوية بخصائص خاصة بكل عضو من أعضاء الخلايا البلعمية، حيث تعمل في بيئة غنية بالأكسجين. تُدعم عمليات الطاقة في سيتوبلازمها بشكل رئيسي بالفسفرة التأكسدية للبروتينات الدهنية، والتي يرتبط استقلابها بإحدى الوظائف الرئيسية لهذه الخلايا، التي تُعدّ جزءًا من نظام الفاعل بالسطح الرئوي. يؤثر استخلاص الطاقة وموقع العمليات التأكسدية على نظام الميتوكوندريا، الذي يرتبط تطوره بالحالة الوظيفية للخلايا البلعمية. يتواجد هنا أيضًا إنزيم سوبر أكسيد ديسميوتاز، وهو إنزيم وقائي مضاد للأكسدة يُحفز تحلل الأكسجين الأحادي المتشكل أثناء مرور الإلكترونات على طول السلسلة التنفسية. وهذا ما يُميز الخلايا البلعمية الرئوية بشكل أساسي عن الكريات البيضاء متعددة الأشكال، التي تتلقى الأكسجين والطاقة الحيوية بشكل رئيسي عن طريق تحلل الجلوكوز. في الحالة الأخيرة، يحدث انقسام الركيزة مباشرة في السيتوزول، ويشكل الأكسجين المنشط وبيروكسيد الهيدروجين المتشكل بمساعدة الميلوبيروكسيديز الإمكانات القاتلة للبكتيريا.

يمكن اعتبار انخفاض القدرة الحيوية لخلايا البلاعم الرئوية ثمنًا للتكيف مع الظروف الهوائية. لذا، يبدو أنها تحارب بكتيريا السل مع كريات الدم البيضاء متعددة الأشكال والوحيدات النضحية (وتُسمى أيضًا البلاعم الالتهابية). ومن المهم من الناحية المرضية أن بعض خلايا البلاعم الرئوية التي تلتقط بكتيريا السل لا تُزال من الرئتين مع انجراف المواد الخافضة للتوتر السطحي والإفرازات القصبية - بعضها يتطور في النسيج الخلالي، وهو ما يُحفز تكوين مجموعات خلوية مميزة - أورام حبيبية.

عند دخولها إلى النسيج الخلالي الغني بالأوعية الدموية، تبدأ الخلايا البلعمية الرئوية غير المكتملة البلعمة بإنتاج السيتوكينات الالتهابية، مما يُنشّط البطانة المجاورة. على أغشية هذه الأخيرة، يزداد التعبير عن الغلوبولينات المناعية، مما يُؤدي إلى التصاق انتقائي للخلايا الوحيدة. بعد مغادرة الطبقة الوعائية، تتحول هذه الخلايا إلى خلايا بلعمية نضحية، مُنتجةً وسطاء التهابيين، جاذبةً ليس فقط الخلايا الوحيدة، بل أيضًا الخلايا متعددة النوى إلى بؤرة الالتهاب.

في الوقت نفسه، تأتي إشارة تطور التفاعل الحبيبي من الخلايا الليمفاوية التائية المُحسَّسة، وهي مُفعِّلات فرط الحساسية المتأخر. من بين اللمفوكينات التي تبدأ هذه الخلايا بإنتاجها، يُعد العامل المُثبِّط لهجرة الخلايا الوحيدة وIL-2 ذا أهمية كبيرة في تكوُّن الورم الحبيبي. فهي تُسرِّع تدفق الخلايا الوحيدة وتُثبِّتها في موقع الإصابة، وتُنظِّم تحوّلها إلى خلايا بلعمية بلعمية مُفرِزة ومُقدِّمة للمستضد.

تجدر الإشارة إلى أن التفاعل الحبيبي للرئتين في الالتهاب السلي، باعتباره آلية حماية خلوية للأعضاء التنفسية من اختراق العامل الممرض، يعكس في النهاية فشل الخلايا البلعمية وحيدة النواة في مكافحة بكتيريا السل. لذلك، تُجبر الخلايا البلعمية على التكاثر المستمر (زيادة عدد التجمعات السكانية) والتمايز إلى خلايا بلعمية أكبر (زيادة جودة التحلل البروتيني). وهي خلايا عملاقة من نوع الجسم الغريب. في حويصلات هذه الأخيرة، تحت المجهر الإلكتروني، لا يمكن للمرء أن يرى بكتيريا السل فحسب، بل أيضًا خلايا موتية كبيرة، وهي شظايا من كريات الدم البيضاء متعددة الأشكال النوى المدمرة. في الوقت نفسه، لا تختلف العلامات البنيوية الدقيقة للنشاط التحللي البروتيني (درجة تطور الجهاز الليزوزومي) في هذه الخلايا البلعمية لكل وحدة مساحة من السيتوبلازم اختلافًا كبيرًا عن العلامات وحيدة النواة. في هذا الصدد، تجذب الخلايا البلعمية الرئوية باستمرار الكريات البيضاء متعددة الأشكال النوى، ذات الخصائص المُبيدة للجراثيم، إلى الآفة. ويصاحب تنشيط هذه الأخيرة إطلاق كمية كبيرة من الهيدرولازات والمؤكسدات في البيئة خارج الخلوية، مما يؤدي إلى تحلل الأنسجة وتكوين كتل جبني في مركز الآفة.

تُلاحظ الاضطرابات الأيضية الأكثر وضوحًا لدى مرضى السل الرئوي المُتقدم بشكل حاد، والذي يغلب عليه رد فعل التهابي نضحي وبديل. ويتميز مسار الأشكال المُتقدمة من السل الرئوي، عادةً، بتثبيط مناعي شديد للخلايا التائية. يؤدي تثبيط مناعة الخلايا التائية وقلة الخلايا الليمفاوية الشديدة إلى اضطراب التفاعلات بين الخلايا، وتثبيط التفاعل الحبيبي.

قد يكون نقص الخلايا الوحيدة واللمفاوية النشطة، بالإضافة إلى قصورها الشكلي والوظيفي، نتيجةً لزيادة موت الخلايا المبرمج. وقد يُمثل اختلال توازن السيتوكينات في هذه الحالات مؤشرًا على وجود خلل في الجهاز المناعي. وتتميز عملية موت الخلايا المبرمج بخصائص شكلية مميزة، منها: تكثف الكروماتين على الغشاء النووي، وتفكك النوية، وتكوين شظايا خلوية (أجسام موتية)، وبلعمة هذه الشظايا بواسطة الخلايا البلعمية.

ترتبط خصائص عمل الخلايا البلعمية الرئوية بقدرتها ليس فقط على البلعمة، بل أيضًا على إنتاج عدد كبير من السيتوكينات اللازمة لتنشيط وتنظيم العديد من التفاعلات والعمليات خارج الخلوية التي تحدث في بؤرة التهاب السل. بمساعدتها، يتم التنظيم الذاتي لتجديد وتمايز الخلايا وحيدة النواة، وتُبنى التفاعلات بين الخلايا في ظل ظروف عملية محددة وتجديد.

الوسيط العالمي للتفاعلات بين الخلايا هو IL-1، الذي يستهدف الخلايا الليمفاوية، وكريات الدم البيضاء متعددة الأشكال، والأرومات الليفية، والخلايا البطانية، وعناصر خلوية أخرى. في الوقت نفسه، تعتمد الوظيفة الإفرازية لبلاعم الرئة على مبادئ التنظيم الذاتي، حيث لا تفرز الخلية نفسها منظمات للعمليات خارج الخلية فحسب، بل تفرز أيضًا مثبطات تعيق عملها. تختلف البلاعم الإفرازية اختلافًا كبيرًا عن البلاعم البلعمية في تنظيمها فوق البنيوي. نادرًا ما تحتوي على فجوات بلعمية وليزوزومات ثانوية، ولكنها تمتلك جهازًا حويصليًا متطورًا وعلامات إفراز فوق بنيوية أخرى. يتم التعبير عنها بشكل جيد بشكل خاص في الخلايا الظهارية، وهي بلاعم إفرازية مفرطة النشاط.

يمكن تتبع مراحل معينة من تمايز الخلايا البلعمية الرئوية بوضوح تحت المجهر الضوئي، وخاصةً المجهر الإلكتروني، في مادة غسل القصبات الهوائية. وحسب التركيب الهيكلي للنواة والسيتوبلازم، تُحدد من بينها الخلايا البلعمية وحيدة النواة الشابة غير النشطة والحيوية، بالإضافة إلى الخلايا البلعمية الناضجة والمفرزة. تُشكل الخلايا الشابة غير النشطة (التي يتراوح قطرها بين 15 و18 ميكرومترًا) عادةً حوالي خُمس جميع عناصر الخلايا البلعمية. وتتميز هذه الخلايا بنواة مستديرة ذات خطوط ناعمة، والسيتوبلازم محب للقاعدية بشكل ضعيف، ولا يحتوي على أي شوائب. وتحت المجهر الإلكتروني، تُرى في هذه الخلايا أنماط نادرة من الشبكة السيتوبلازمية والميتوكوندريا، وعدة حبيبات صغيرة تشبه الليزوزومات، وريبوسومات حرة.

تتميز الخلايا البلعمية النشطة والحيوية التخليقية بحجم أكبر (يتراوح قطرها بين 18 و25 ميكرومترًا)، وتتميز نواتها بخطوطها المتموجة ونواة مميزة. تحتوي على سيتوبلازم قاعدي، يحتوي على قنوات طويلة متطورة من الشبكة السيتوبلازمية الحبيبية والعديد من البوليسومات. تُكتشف عناصر المركب الصفائحي في وقت واحد في منطقتين أو ثلاث مناطق، حيث تتراكم الليزوزومات الأولية. أما الليزوزومات الثانوية فتُمثل بشوائب مفردة؛ ونادرًا ما تُكتشف الجسيمات البلعمية، مما يعكس جاهزية الخلية لوظيفة البلعمة.

يتفاوت قطر الخلايا البلعمية الرئوية الناضجة تفاوتًا كبيرًا (30-55 ميكرومترًا)، وذلك حسب نشاط الخلايا واتجاهها الوظيفي. تتميز الخلايا البلعمية بأكبر الأحجام، مع وجود علامات هيكلية تشير إلى البلعمة الواضحة. يُشكل سطح هذه الخلايا العديد من النتوءات الدقيقة وأقدامًا كاذبة طويلة. غالبًا ما تكون النواة بيضاوية أو مستديرة، وتقع بشكل لامركزي، ولها خطوط متموجة. توجد كمية كبيرة من الكروماتين المكثف بالقرب من الغشاء النووي، والنوية صغيرة (1-1.2 ميكرومتر). تُحدد الشوائب، والقنوات القصيرة للشبكة السيتوبلازمية الحبيبية، والصهاريج والفجوات في المركب الصفائحي، والريبوسومات الحرة في السيتوبلازم. تحتوي الخلايا على عدد كبير من الميتوكوندريا، والليزوزومات الأولية (0.5-1 ميكرومتر) والثانوية (1.2-2 ميكرومتر)، بالإضافة إلى فجوات بلعمية متفاوتة الحجم والعدد. تحتوي هذه الأخيرة على شظايا من العناصر الخلوية المدمرة وبكتيريا السل (النيكروفاج، الهيموسيدروفاج)، وشوائب صفائحية ذات طبيعة فوسفوليبيدية (فوسفوليبو فاج)، و/أو حبيبات من الدهون المحايدة (ليبوفاج)، وجزيئات من الغبار، وراتنج التبغ، والكاولين (الكونيوفاج، البلاعم المدخنة).

في وجود هدف ثابت لعملية البلعمة، تظهر بلاعم متعددة النوى (يزيد قطرها عن 70 ميكرومترًا) بخمس أنوية أو أكثر. تُحدد خلايا الجسم الغريب النموذجية - وهي المرحلة الأخيرة من تمايز البلاعم ذات الوظيفة البلعمية - في الحبيبات والأنسجة الحبيبية للبؤر السلية. عادةً ما لا تحتوي بلاعم الرئة ذات النشاط الإفرازي الواضح (يتراوح قطرها بين 25 و40 ميكرومترًا) على أرجل كاذبة نموذجية. يمكن مقارنة طبيعة السطح بتجويف دانتيل رقيق يتكون من نتوءات مجهرية عديدة وقصيرة نسبيًا. تحتوي النواة المستديرة أو البيضاوية على كمية صغيرة من الكروماتين المكثف، وهي نوية كبيرة شفافة (1.5-2 ميكرومتر). السيتوبلازم الشفاف خالٍ عمليًا من الشوائب الكبيرة. تُمثَّل القنوات القصيرة للشبكة السيتوبلازمية الحبيبية بمقاطع مفردة، بينما تتكون العناصر المتطورة جيدًا للمركب الصفائحي من فجوات وحويصلات عديدة ذات محتويات شفافة للإلكترون أو محبة للتناضح. تُكتشف نفس التراكيب في الإكتوبلازم، حيث تندمج مباشرةً مع غشاء البلازما. حتى لدى المدخنين طويلي الأمد، حيث تحتوي جميع خلايا البلعمة لديهم على شوائب مميزة من قطران التبغ، تحتوي الخلايا البلعمية المفرزة على عدد قليل من الليزوزومات الثانوية وتكوينات تشبه الجسيم البلعمي المفرد، أي أنها عمليًا لا تمتص المواد الغريبة. لا تُشكل الخلايا البلعمية التي تحمل علامات فوق بنيوية للنشاط الإفرازي في الظروف العادية أكثر من 4-8% من غسل القصبات الهوائية. بما أن وظيفة هذه الخلايا مرتبطة بعملية الأيض والتخليق وإطلاق العديد من المواد النشطة بيولوجيًا في البيئة خارج الخلوية، فإن أي خلل في آليات الحماية النوعية وغير النوعية يؤدي إلى زيادة عددها، وتكوين الخلايا البلعمية ذات القدرة الإفرازية المتزايدة - الخلايا الظهارية. تُشكل هذه الخلايا البلعمية البلعمية، أو تتحول، نتيجةً لانقسام غير كامل، إلى خلايا بيروجوف-لانغانز متعددة النوى مميزة - وهو التمايز النهائي للخلايا البلعمية ذات النشاط الإفرازي.

تبعًا لمقاومة الجسم، وطبيعة الفعل، وظروف البيئة المحيطة، فإن عمليات تحويل تراكم النشاط البلعمي أو الإفرازي أو عرض المستضد لها خصائصها الخاصة. وقد ثبت أن حساب النسبة المئوية النسبية للأنواع الشكلية الوظيفية للبلعميات في غسل القصبات الهوائية (تحديد صيغة البلعميات) يساعد في التشخيص التفريقي لمرض السل وغيره من أنواع الورم الحبيبي الرئوي، ويسمح بتقييم فعالية العلاج المسبب للمرض.

إن نسبة عدد الخلايا البلعمية الرئوية النشطة في البلعمة والخلايا البلعمية المُصنِّعة لا تعكس طبيعة تفاعل الأنسجة في منطقة التهاب السل فحسب، بل يمكن أن تُمثل مؤشرًا على نشاط العملية المرضية. ولا تزال مسألة اكتمال البلعمة في مرض السل ذات أهمية. وتُظهر نتائج دراساتنا للمواد التجريبية والسريرية أن نتيجة التفاعل بين البلعمة والعامل الممرض تعتمد على الحالة الوظيفية للخلايا البلعمية والخصائص البيولوجية للكائن الدقيق.

حالة نظام المواد الخافضة للتوتر السطحي

إن إنجازات الاتجاه التجريبي والنظري في دراسة المواد الخافضة للتوتر السطحي الرئوية جعلت من الممكن صياغة مفهوم حديث للمواد الخافضة للتوتر السطحي كنظام متعدد المكونات من العناصر الخلوية وغير الخلوية، والتي تضمن وحدتها البنيوية والوظيفية الميكانيكا الحيوية الطبيعية للتنفس.

حتى الآن، تراكمت معلوماتٌ واقعيةٌ تُشير ليس فقط إلى القدرات التكيفية الكبيرة لنظام الفاعل بالسطح الرئوي في ظلّ إعادة هيكلةٍ عميقةٍ للتهوية الرئوية والديناميكا الدموية، بل أيضًا إلى الحساسية الواضحة لمكوناته للعديد من العوامل غير المواتية لعملية السل، والتي تتحدد طبيعتها المحددة بمدة بقاء العامل المُمرض، والمسار الموجي للعملية، والاضطرابات العميقة في الدورة الدموية الدقيقة. لا تؤثر التغييرات المُلاحظة في هذه الحالة على مناطق تكوين بؤر العدوى فحسب، بل تؤثر أيضًا على المناطق البعيدة والنشطة في النسيج الرئوي. في هذا الصدد، من المهم للغاية تقييم الفائدة الشكلية والوظيفية لمختلف مكونات نظام الفاعل بالسطح الرئوي، لإبراز تلك التغييرات التي يمكن استخدامها لتشخيص اضطرابات وظيفة الجهاز التنفسي المعتمدة على الفاعل بالسطح الرئوي وتصحيحها في الوقت المناسب.

يمكن ملاحظة العلامات المبكرة لتدمير المادة الفعالة بالسطح الرئوي في التجارب النموذجية باستخدام أساليب تثبيت رئوية خاصة. في المرحلة الأولى من تطور الالتهاب السلي، تكون هذه العلامات موضعية، وتظهر بشكل رئيسي في مناطق الوذمة داخل الحويصلات الهوائية. تحت المجهر الإلكتروني، يمكن ملاحظة مراحل مختلفة من تقشير وتدمير الغشاء الخارجي (غشاء المادة الفعالة بالسطح) بواسطة السائل الوذمي. تتجلى هذه التغيرات بوضوح في بؤر الالتهاب السلي، حيث يتم تحديد مادة المادة الفعالة بالسطح المدمر في كل مكان في تركيب المحتويات داخل الحويصلات الهوائية.

تحدث التغيرات الملحوظة في البطانة خارج الخلوية للحويصلات الهوائية في بؤر الالتهاب الرئوي الجرثومي المختلفة. في هذه الحالة، يقوم جزء من A2، وخاصةً في الحويصلات الهوائية المحيطة بالبؤرة، بإنتاج تعويضي للعوامل الخافضة للتوتر السطحي. يُلاحظ وضع مختلف في أعضاء الجهاز التنفسي أثناء تطور الالتهاب السلي، حيث يؤثر العامل الممرض سلبًا على عمليات تخليق العوامل الخافضة للتوتر السطحي داخل الخلايا. أظهر الإدخال المباشر لبكتيريا السل في رئة الكلاب (ثقب الصدر) أن اختلال الشبكة السيتوبلازمية وملامح الميتوكوندريا يُلاحظ في A2 بالفعل في أول 15-30 دقيقة؛ وبعد عدة ساعات، تُدمر الحويصلات الهوائية تمامًا في موقع العدوى. يؤدي التطور السريع لنقص العوامل الخافضة للتوتر السطحي إلى انهيار الحويصلات الهوائية وانتشار سريع للعملية الالتهابية في النسيج الحشوي المحيط. في الحويصلات الهوائية المجاورة للبؤر، تسود خلايا A2 صغيرة حديثة الولادة ذات حبيبات إفرازية صغيرة مفردة، أو خلايا كبيرة تحمل علامات تكوّن فجوات في البنى داخل الخلايا، وأحيانًا مع سيتوبلازم مدمر تمامًا. في الحويصلات الهوائية التي تحتوي على عناصر متطورة من الشبكة السيتوبلازمية والمركب الصفائحي، تُرصد أجسام صفائحية عملاقة محبة للتناضح (GLB)، مما يشير إلى تأخر (تثبيط) إطلاق المادة الفعالة بالسطح داخل الخلايا إلى سطح الحويصلات الهوائية.

أظهرت النمذجة الرياضية للوظيفة الإفرازية لـ A2 في أنسجة الرئة الخالية من البؤر مع زيادة الحمل الوظيفي أنه على الرغم من زيادة حجم وكثافة الحبيبات الإفرازية الناضجة، إلا أن الإمكانات الاحتياطية للمجموعة لم تتغير بشكل ملحوظ. وقد وُجد أنه في ظل ظروف زيادة نفاذية الأوعية الدموية، وتطور نقص الأكسجين والتغيرات الليفية في الحواجز بين الحويصلات، فإن توازن عمليات تكوين ونضج OPT يتعطل نحو هيمنة الأخيرة. غالبًا ما يؤدي النضج المتسارع لـ OPT إلى زيادة المادة الشفافة للإلكترون في المصفوفة في تكوين الحبيبات الإفرازية، في حين أن محتوى المادة الخافضة للتوتر السطحي الأسموفيلية فيها قد يكون ضئيلاً؛ المادة الصفائحية للمواد النشطة على السطح تكون متراصة بشكل فضفاض، وتشغل فقط 1/3-1/5 من حجم الحبيبة الإفرازية. يمكن تفسير ظهور عدد كبير من خلايا A2 مع فجوات OPT باضطراب المراحل الأولية لتكوين الإفراز. عادةً ما تُظهر هذه الخلايا علامات تدمير فوق بنيوية (إزالة المصفوفة السيتوبلازمية، وتورم الميتوكوندريا، وأنابيب الشبكة السيتوبلازمية، والمجمع الصفائحي)، مما يشير إلى انخفاض في عمليات إنتاج المواد الخافضة للتوتر السطحي داخل الخلايا.

من السمات المميزة أن انخفاض تخليق الفسفوليبيدات السطحية النشطة يصاحبه ظهور حبيبات دهنية متعادلة في سيتوبلازم A2. ويُعدّ تراكم البلاعم الدهنية (الخلايا الرغوية) بدرجات نضج متفاوتة في الحويصلات الهوائية ومادة غسل القصبات الهوائية انعكاسًا واضحًا لاضطرابات استقلاب الدهون في الرئة المصابة بمرض السل لدى حيوانات التجارب والبشر. بالتوازي مع ذلك، لوحظت زيادة ملحوظة في محتوى الدهون المتعادلة وانخفاض في نسبة إجمالي الفسفوليبيدات في سائل غسل القصبات الهوائية.

من العلامات المبكرة لتدمير المواد الفعالة بالسطح في التجربة والصورة السريرية لمرض السل في أعضاء الجهاز التنفسي فقدان قدرة أغشيتها على تكوين هياكل من المواد الاحتياطية. وبدلاً من ذلك، على سطح الحويصلات الهوائية، وفي حويصلات البلاعم السنخية، ومباشرةً في مادة غسل القصبات الهوائية، يُمكن رؤية أغشية ملتوية على شكل كرات ("كرات عملاقة متعددة الطبقات") تفتقر إلى التنظيم ثلاثي الأبعاد المميز. كما يتضح عمق التغيرات التدميرية في نظام المواد الفعالة بالسطح من خلال تكرار اكتشاف A2 المُفرَغ في عملية الغسيل. وتتوافق هذه البيانات مع نتائج الدراسات البيوكيميائية والفيزيائية الكيميائية للمواد الفعالة بالسطح الرئوية.

مع مراعاة جميع السمات المحددة، يُميز حاليًا ثلاث درجات من اضطراباته لوصف حالة نظام المواد الفاعلة بالسطح: طفيفة، وشديدة، وواسعة الانتشار. تعكس هذه الأخيرة زيادة خطر الإصابة بفشل تنفسي مرتبط بالمواد الفاعلة بالسطح لدى المرضى المصابين بأشكال مدمرة واسعة الانتشار من المرض.

تشير نتائج الدراسات إلى أن أساس الاضطرابات التي تحدث في نظام الفاعل بالسطح في الرئتين أثناء مرض السل هو العمليات المرتبطة بزيادة نفاذية حاجز الدم الجوي:

• تلف المادة الخافضة للتوتر السطحي على السطح السنخي؛
• التغيرات الأيضية والأضرار التي لحقت A2؛
• تعطيل آليات إزالة النفايات السطحية من الحويصلات الهوائية.

وفي الوقت نفسه، أثبتت الدراسات أن الآلية الخلوية الرئيسية التي تدعم الإمكانات الوظيفية لنظام المواد الخافضة للتوتر السطحي في الرئة المتغيرة بسبب الالتهاب السلي هي زيادة عدد A2 المتضخم، وخاصة في أنسجة الرئة البعيدة عن البؤرة المحددة.

[ 11 ]، [ 12 ]، [ 13 ]، [ 14 ]، [ 15 ]

الجوانب الوراثية للاستعداد للإصابة بمرض السل

قبل أن نبدأ تحليلنا للحالة الراهنة للأبحاث في مجال آليات المناعة المضادة للسل ومناعة السل الوراثية، نرى أنه من الضروري التوقف عند بعض المواقف العامة.

• أولًا، من المعروف أن المتفطرات تتكاثر وتُدمر بشكل رئيسي في الخلايا البلعمية. وتشير بيانات قليلة جدًا (وهي متناقضة) إلى وجود أي عوامل يمكنها تدمير المتفطرات خارج الخلية.
• ثانياً، لا يوجد دليل قاطع على أن نظام الخلايا البلعمية المتعادلة يلعب دوراً هاماً في الدفاع ضد عدوى السل.
• ثالثا، لا يوجد دليل قاطع على أن الأجسام المضادة لمرض السل قادرة على تدمير البكتيريا الفطرية خارج الخلايا أو تعزيز تدميرها داخل الخلايا في الخلايا البلعمية أو أي نوع آخر من الخلايا.
• رابعا، هناك عدد كبير من الحقائق التي تدعم الموقف القائل بأن الرابط المركزي في مناعة مرض السل هو الخلايا الليمفاوية التائية وأنها تمارس نفوذها التنظيمي من خلال نظام الخلايا البلعمية.
• خامسا، هناك مجموعة من الأدلة تشير إلى أن العوامل الوراثية تلعب دورا هاما في الإصابة بمرض السل.

البيانات التي تشير إلى الدور الهام للعوامل الوراثية في قابلية الإصابة بالسل لدى البشر مقنعة للغاية. ويتجلى ذلك، أولاً وقبل كل شيء، في ارتفاع معدل الإصابة بالمتفطرة السلية (ما يقارب ثلث سكان العالم البالغين)، حيث لا يُصاب بها إلا نسبة ضئيلة من الناس. ويتجلى ذلك أيضاً في اختلاف مستويات قابلية الإصابة بالعدوى بين مختلف المجموعات العرقية، وطبيعة وراثة قابلية الإصابة بالسل ومقاومته في العائلات التي لديها حالات متعددة منه. وأخيراً، يتجلى الدليل على هذا الموقف في الازدياد الملحوظ في التوافق بين حالات السل المُعبر عنها سريرياً لدى التوائم أحادية الزيجوت (المتطابقة) مقارنةً بالتوائم ثنائية الزيجوت.

الاختبار الجيني التقليدي لمرض السل

دور معقد التوافق النسيجي الرئيسي وNRAMP*

إن تحديد الجينات وأليلاتها، التي يحدد التعبير عنها الحساسية أو المقاومة لمرض السل، لن يسمح فقط بفهم عميق للآليات الأساسية للمناعة وتطور العملية المرضية في مرض السل، بل سيقرب أيضًا من واقع استخدام أساليب التصنيف الجيني لتحديد الأفراد بين الأشخاص الأصحاء الذين لديهم خطر وراثي متزايد للإصابة بمرض السل، الأمر الذي يتطلب تدابير وقائية ذات أولوية، وعلى وجه الخصوص، نهج خاص للتطعيم.

* - بروتين البلاعم المرتبط بالمقاومة الطبيعية - بروتين البلاعم المرتبط بالمقاومة الطبيعية.

هناك عدد كبير من الدراسات التجريبية التي تُظهر دور عدد من الأنظمة الجينية والجينات الفردية (H2، BCG1، Tbc1، xid، إلخ) في مقاومة (حساسية) السل لدى الفئران. أما لدى البشر، فتشمل الجينات الأكثر دراسة جينات معقد التوافق النسيجي الرئيسي (MHC) من الفئة الثانية، ومن بينها مجموعة أليلات عائلة HLA-DR2 (البشرية) التي تُظهر ارتباطًا وثيقًا نسبيًا بزيادة معدلات الإصابة بالمرض في العديد من السكان ذوي الأصول العرقية المختلفة، كما تؤثر أليلات موضع HLA-DQ على الصورة السريرية لمرض السل. وقد تحققت مؤخرًا أولى النجاحات في تحليل علاقة جين NRAMP1 بمرض السل لدى البشر. وتستحق هذه البيانات الاهتمام بشكل خاص لأن هذا الجين لديه درجة عالية من التشابه مع جين NRAMP1 (الذي كان يسمى سابقًا BCG 1، لأنه يتحكم في قابلية الإصابة بـ M. bovisBCG)، والذي يتم التعبير عنه بشكل انتقائي في الخلايا البلعمية للفئران والذي يؤثر بلا شك على قابلية الإصابة بمسببات الأمراض داخل الخلايا (بما في ذلك المتفطرات).

طفرات فقدان الوظيفة

تم تحديد عدة جينات، أدت تغيراتها، التي أدت إلى فقدان كامل للقدرة على ترميز منتج نشط وظيفيًا (تعطيل الجين)، إلى التأثير بشكل خاص على قدرة الفئران على تطوير استجابة مناعية وقائية لعدوى المتفطرات. هذه هي الجينات التي تُشفر IFN-γ وIL-12 وTNFα، بالإضافة إلى مستقبلات خلايا الجهاز المناعي للسيتوكينات المذكورة. من ناحية أخرى، مع تعطيل الجينات التي تُشفر IL-4 وIL-10، لم يختلف مسار عدوى السل عمليًا عن مسارها في الفئران البرية (الأولية). أكدت هذه البيانات على المستوى الجيني الدور الوقائي الرئيسي في مرض السل لقدرة الجهاز المناعي (أساسًا الخلايا الليمفاوية T1) على الاستجابة للعدوى عن طريق إنتاج سايتوكينات النوع 1، ولكن ليس النوع 2.

لقد ثبتت إمكانية تطبيق هذه البيانات على عدوى المتفطرات لدى البشر. في عائلات نادرة جدًا عانى أطفالها من عدوى متفطرات متكررة وداء السالمونيلا منذ سن مبكرة، تُعزى القابلية العالية للإصابة إلى طفرات متماثلة اللواقح غير محافظة في الجينات المُشفّرة لمستقبلات الخلايا لـ IFN-γ وIL-12، الموروثة من آباء متغايري اللواقح لهذه الطفرات؛ وكما هو متوقع، مع هذا الوراثة للطفرات النادرة، اتضح أن الزيجات وثيقة الصلة. ومع ذلك، فإن هذه الانتهاكات الجسيمة تؤدي إلى قابلية عالية للإصابة بالعدوى لدرجة أنها لا تسمح للطفل عمليًا بالبقاء على قيد الحياة لأكثر من بضع سنوات، وفي ظروف شبه معقمة.

تُثير هذه الاعتبارات نفسها تقييمًا مُتشككًا بعض الشيء لنهج نمذجة العدوى في الحيوانات ذات الطفرات المُعطَّلة في الجينات التي تلعب دورًا رئيسيًا في الحماية من هذه العدوى. تُؤدي هذه الطفرات إلى التعبير عن أنماط ظاهرية لا تملك فرصة للبقاء في الظروف الطبيعية، وسرعان ما يتم القضاء عليها بالانتقاء الطبيعي. وهكذا، فإن الفئران التي لا تُعبِّر عن نواتج MHC من الفئة الثانية، وبالتالي لا تمتلك مجموعة طبيعية من الخلايا الليمفاوية CD4، تموت بسبب عدوى مُنتشرة في وقت قصير بعد الإصابة بالمُتفطرة السلية. يُلاحظ مسار مُشابه جدًا لمرض السل لدى البشر، مع انخفاض واضح في عدد خلايا CD4 في المراحل المُتأخرة من الإيدز. عند حل مسائل التحديد الجيني لمجموعات الخطر، وبشكل عام، لفهم الأسباب الجينية لزيادة قابلية الإصابة ضمن التوزيع الطبيعي للسكان، يتعامل الباحث مع أفراد، وإن لم يكونوا مثاليين (وفقًا لهذه الخاصية)، إلا أنهم قابلون للحياة تمامًا. ويتحدث هذا الجانب من المشكلة لصالح استخدام نماذج تجريبية أكثر تقليدية للتحليل الجيني، على سبيل المثال، الاختلافات بين الخطوط في مسار مرض السل في الفئران.

فحص الجينوم وجينات الاستعداد للإصابة بالسل غير المعروفة سابقًا

منذ خمسينيات وستينيات القرن الماضي، تبيّن أن وراثة سمات الاستعداد للسل ومقاومته في حيوانات المختبر عملية معقدة ومتعددة الجينات. في هذه الحالة، من الضروري أولًا اختيار أنماط ظاهرية واضحة المعالم، "مختلفة تمامًا" بين الحيوانات أو الأفراد المعرضة للمرض والمقاومة له، أي خصائص المرض، ثم دراسة طبيعة وراثتها. ثانيًا، من الضروري الأخذ في الاعتبار أنه ليس لدينا مسبقًا أي فكرة عن عدد الجينات المشاركة في مكافحة المرض وكيفية تموضعها في الجينوم. لذلك، من الضروري إما تقليل التنوع الجيني في المجموعة قيد الدراسة مسبقًا، أو الفصل حسب السمة قيد الدراسة، باستخدام التقنيات الوراثية (وهو أمر ممكن فقط في التجارب على الحيوانات)، أو فحص الجينوم بأكمله باستخدام الأساليب الإحصائية للوراثة الكمية بدلًا من الوراثة المندلية، أو الجمع بين هذه التقنيات. بعد تطوير طرق مسح الجينوم باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل لمناطق الحمض النووي الدقيقة والمعالجة الإحصائية وتفسير النتائج، بدأ التحليل الجيني للاستعداد للإصابة بالسل على مستوى جديد.

طُبِّقت المناهج المذكورة أعلاه بنجاح مؤخرًا في تجارب جينية على الفئران الخطية من قِبَل مجموعتين من الباحثين. كانت مجموعة من الباحثين من المعهد المركزي لأبحاث السل، التابع للأكاديمية الروسية للعلوم الطبية، إلى جانب زملاء من مركز دراسة مقاومة المضيف في جامعة ماكجيل (مونتريال، كندا) والمعهد الملكي لستوكهولم، أول من أجرى فحصًا جينوميًا لوراثة شدة المرض الناجم عن الإعطاء الوريدي لجرعة عالية من سلالة المتفطرة السلية H37Rv في الفئران. استُخدمت خطوط A/Sn (المقاومة) وI/St (الحساسة) كخطوط أبوية ذات قابلية معاكسة للإصابة بالسل. وُجِد ارتباط موثوق بين القابلية للإصابة لدى الإناث وثلاثة مواقع جينية مختلفة على الأقل تقع على الكروموسومات 3 و9 و17. وفي الآونة الأخيرة، وُجِد أيضًا ارتباط بالمواقع في الجزء القريب من الكروموسوم 9 والجزء المركزي من الكروموسوم 17 لدى الذكور. وُجد أقوى ارتباط بالقابلية للموضع على الكروموسوم 9. فحصت مجموعة أخرى من الباحثين في الولايات المتحدة جينوم الفأر لتحديد نمط وراثة سمة القابلية في سلالة Erdman من بكتيريا السل. في مزيج من سلالات الفئران C57BL/6J (المقاومة في نموذجهم) وC3HeB/FeJ (الحساسة)، تم رسم خريطة لموضع في الجزء المركزي من الكروموسوم 1 يتحكم في شدة المرض في تحليل الهجائن F2 ثم ذرية BC1. بعد رسم الخريطة الأولية، تم تحقيق توطين أكثر دقة للموضع باستخدام تحليل إعادة التركيب، وتم تحديد تأثيره على سمة ظاهرية مهمة مثل شدة تلف أنسجة الرئة الحبيبية في الفئران المهجنة (الجيل BC3)، أي بعد أن تم تقليل التنوع الجيني بين الحيوانات قيد الدراسة بشكل كبير باستخدام التقنيات الوراثية. من المهم ملاحظة أن الموقع المرسوم. على الرغم من وجود جين sst1 (قابلية الإصابة بالسل 1) على الكروموسوم 1، إلا أنه ليس مطابقًا تمامًا لموضع NRAMP1. ويتجلى ذلك في موقعه على الكروموسوم، وفي حقيقة أن فئران C57BL/6 تحمل أليل الحساسية للقاح BCG لجين NRAMP1، بينما تحمل أليل مقاومة السل لموضع sst1.

البيانات المنشورة في السنوات الأخيرة حول وجود مواضع جينية في جينوم الفئران تؤثر بشكل أساسي على طبيعة عملية السل، تُمهد الطريق لتقدم ملحوظ في هذا المجال وفي تحليل الاستعداد الجيني لدى البشر. ومن المرجح أن يُمكّن التقدم السريع في التحليل الجينومي من الانتقال بسرعة كبيرة من جينات السل لدى الفئران إلى جينات السل لدى البشر، حيث تم فك شفرة التسلسل الكامل لجينوم كل من البشر والفئران تقريبًا.

تفاعل الخلايا البلعمية مع المتفطرات

تلعب الخلايا البلعمية دورًا مهمًا للغاية في الدفاع ضد عدوى السل سواء في مرحلة التعرف على المستضد أو القضاء على البكتيريا الفطرية.

بعد دخول البكتيريا الفطرية إلى الرئتين، يمكن أن يتطور الوضع وفقًا لأربعة أنماط رئيسية:

• قد تكون استجابة المضيف الأولية كافية للقضاء تمامًا على جميع البكتيريا الفطرية، وبالتالي القضاء على احتمال الإصابة بمرض السل؛
• في حالة النمو السريع والتكاثر للكائنات الحية الدقيقة، يتطور مرض يعرف باسم مرض السل الأولي؛
• في حالة العدوى الكامنة، لا يتطور المرض، ولكن تبقى البكتيريا الفطرية في الجسم في ما يسمى بالحالة الخاملة، ويتجلى وجودها فقط في شكل رد فعل جلدي إيجابي للسل؛
• في بعض الحالات، تتمكن البكتيريا الفطرية من الانتقال من حالة الخمول إلى مرحلة النمو، ويتم استبدال العدوى الكامنة بإعادة تنشيط مرض السل.

تُعدّ البلاعم السنخية خط الدفاع الأول ضد العدوى، بعد وصول المتفطرات إلى الجهاز التنفسي السفلي. هذه الخلايا قادرة على تثبيط نمو البكتيريا مباشرةً عن طريق بلعمتها. كما تُشارك في مجموعة واسعة من التفاعلات المناعية الخلوية المضادة للسل، من خلال عرض المستضد، وتحفيز تراكم الخلايا الليمفاوية التائية في موقع الالتهاب، وغيرها. من المهم ملاحظة أن الآليات المحددة لارتباط سلالات المتفطرات شديدة العدوى وغير شديدة العدوى نسبيًا بالبلعمات قد تختلف.

هناك أدلة كافية تشير إلى أن عملية تكوين الفجوات العصارية أو الجسيمات البلعمية أثناء تفاعل المتفطرة السلية مع خلية بلعمية وحيدة النواة تتم بوساطة ارتباط الكائن الدقيق بمستقبلات المكمل (CR1، CR3، CR4)، أو مستقبلات المانوز، أو مستقبلات أخرى على سطح الخلية. ويبدو أن التفاعل بين مستقبلات المانوز في الخلايا البلعمية والمتفطرات يتم بوساطة جليكوبروتين جدار الخلية المتفطرة - ليبوأرابينومانان.

تُحفّز سيتوكينات الخلايا التائية المساعدة من النوع الثاني - البروستاجلاندين E2 والإنترلوكين 4 - التعبير عن مستقبلات CR وMR، بينما يُثبّط الإنترفيرون غاما التعبير عن هذه المستقبلات ووظيفتها، مما يُقلّل من التصاق المتفطرات بالبلعميات. كما تتزايد البيانات حول مشاركة مستقبلات بروتينات الفاعل بالسطح في التصاق البكتيريا بالخلايا.

تم إثبات دور جزيء CD14 (علامة البلعمة) باستخدام نموذج للتفاعل بين المتفطرات والخلايا الدبقية الصغيرة، وهي الخلايا البلعمية المقيمة في أنسجة المخ. وُجد أن الأجسام المضادة لـ CD14 تمنع إصابة الخلايا الدبقية الصغيرة بسلالة H37Rv المختبرية شديدة العدوى. ولأن جزيء CD14 لا يخترق غشاء الخلية، وبالتالي لا يتصل مباشرةً بالسيتوبلازم، فإنه لا يستطيع نقل الإشارة المُحفَّزة بالبروتين الدهني بشكل مستقل، بل يتطلب مُستقبلًا مُشاركًا لتنشيط مسارات نقل الإشارة داخل الخلايا. ومن المُرشَّحين الأكثر ترجيحًا لمثل هذه المستقبلات المُشاركة، مُمثِّلو عائلة مستقبلات Toll-like. تستطيع البروتينات الدهنية الميكروبية، من خلال تنشيط هذه المستقبلات، من جهة، تعزيز آليات دفاع الكائن المُضيف، ومن جهة أخرى، التسبب في تلف الأنسجة من خلال تحفيز موت الخلايا المُبرمج. وفي الوقت نفسه، يُمكن لموت الخلايا المُبرمج أن يُثبِّط الاستجابة المناعية عن طريق القضاء على الخلايا المُشاركة في التفاعلات المناعية، مما يُقلِّل من تلف الأنسجة.

بالإضافة إلى ما سبق، يبدو من المرجح جدًا أن تلعب مستقبلات "الزبال" دورًا مهمًا في عملية ارتباط البكتيريا الفطرية بالخلايا البلعمية، والتي تقع على سطح الخلايا البلعمية ولها تقارب مع عدد من الربيطة.

يتمثل مصير المتفطرة السلية بعد البلعمة في تثبيط نموها بواسطة الخلايا البلعمية. بعد دخولها الجسم البلعمي، تتعرض البكتيريا الممرضة لعدد من العوامل التي تهدف إلى تدميرها. تشمل هذه العوامل اندماج الجسم البلعمي مع الليزوزومات، وتخليق جذور الأكسجين التفاعلية، وتخليق جذور النيتروجين التفاعلية، وخاصة أكسيد النيتريك. يمكن أن يحدث موت المتفطرات داخل البلاعم من خلال عدة آليات نتيجة تفاعلات معقدة بوساطة السيتوكينات بين الخلايا الليمفاوية والخلايا البلعمية. من المحتمل أن تكون قدرة المتفطرات على تجنب الآثار السامة لجذور الأكسجين والنيتروجين التفاعلية خطوة أساسية في الانتقال إلى المرحلة الكامنة من العدوى. تعتمد قدرة الخلايا البلعمية على قمع نمو المتفطرة السلية بشكل كبير على مرحلة تنشيط الخلية (جزئيًا على الأقل) وعلى توازن السيتوكينات (وربما في المقام الأول عامل النمو المشتق من الصفائح الدموية ألفا (TGF-α) وIFN-γ).

يبدو أن موت الخلايا المبرمج (الموت الخلوي المبرمج) يُعدّ عنصرًا مهمًا في آلية النشاط المضاد للبكتيريا الفطرية في الخلايا البلعمية. في نموذج زراعة لقاح BCG للبكتريا البقرية في الخلايا الوحيدة، تبيّن أن موت الخلايا المبرمج (وليس النخر) في الخلايا البلعمية يصاحبه انخفاض في قابلية البكتيريا الفطرية المبلعمة للبقاء.

دور الخلايا الليمفاوية التائية في المناعة ضد مرض السل

من المعروف أن الخلايا الليمفاوية التائية هي المكون الرئيسي للمناعة المكتسبة في عدوى السل. ويصاحب تحصين الحيوانات التجريبية بمستضدات المتفطرات، بالإضافة إلى مسار عدوى السل، تكوين خلايا ليمفاوية خاصة بالمستضدات، CD4 ⁺ وCD8 ⁺.

يؤدي نقص الخلايا الليمفاوية CD4، وبدرجة أقل، CD8، الملحوظ في الفئران التي خضعت لتعديل جينات CD4 وCD8 وMHCII وMHCI، وكذلك عند إعطاء أجسام مضادة خاصة بمستضدات CD4 أو CD8، إلى انخفاض كبير في مقاومة الفئران لعدوى السل. من المعروف أن مرضى الإيدز، الذين يعانون من نقص الخلايا الليمفاوية CD4 ⁺ ، لديهم حساسية عالية للغاية لمرض السل. يمكن أن تتغير المساهمة النسبية للخلايا الليمفاوية CD4 ⁺ وCD8 ^{+ في الاستجابة المناعية الوقائية في مراحل مختلفة من العدوى. وهكذا، في الأورام الحبيبية الرئوية لدى الفئران المصابة بـ M. bovis BCG، تسود الخلايا الليمفاوية التائية CD4+} في المراحل المبكرة من العدوى (2-3 أسابيع)، بينما يزداد محتوى الخلايا الليمفاوية CD8 ⁺ في المراحل اللاحقة. أثناء النقل بالتبني، تتمتع ^{الخلايا الليمفاوية CD8+، وخاصةً مجموعتها الفرعية CD44hl} ، بنشاط وقائي عالي. بالإضافة إلى الخلايا الليمفاوية CD4 ⁺ و CD8 ⁺ ، هناك مجموعات فرعية أخرى من الخلايا الليمفاوية، وخاصة الخلايا الليمفاوية γδ و CD4 ⁺ CD8 ^+،، المقيدة بجزيئات غير متعددة الأشكال من فئة MHC CD1. كما يبدو أنها تساهم في المناعة الوقائية ضد عدوى السل. تُختزل آليات التأثير المؤثر للخلايا اللمفاوية التائية بشكل رئيسي إما إلى إنتاج عوامل قابلة للذوبان (السيتوكينات، الكيموكينات) أو إلى السمية الخلوية. في حالات العدوى الفطرية، يحدث التكوين السائد لـ T1، ومن سماته المميزة إنتاج سايتوكينات IFN-γ وTNF-α. كلا السيتوكينين قادران على تحفيز النشاط المضاد للبكتيريا الفطرية في الخلايا البلعمية، وهو المسؤول الرئيسي عن التأثير الوقائي للخلايا اللمفاوية CD4. بالإضافة إلى ذلك، يستطيع IFN-γ كبح شدة التفاعلات الالتهابية في الرئتين، وبالتالي تقليل شدة عدوى السل. يُعد TNF-α ضروريًا لتكوين الورم الحبيبي، والتعاون الكامل بين الخلايا البلعمية والخلايا اللمفاوية، وحماية الأنسجة من التغيرات النخرية. بالإضافة إلى تأثيره الوقائي، يتمتع TNF-α أيضًا بتأثير "مرضي". يمكن أن يؤدي إنتاجه إلى الحمى وفقدان الوزن وتلف الأنسجة - وهي أعراض مميزة لعدوى السل. الخلايا الليمفاوية التائية ليست المصدر الوحيد لـ TNF-α. المنتجون الرئيسيون له هم الخلايا البلعمية. يتم تحديد تأثير TNF-α إلى حد كبير من خلال مستوى إنتاج السيتوكينات الأخرى من النوعين 1 و 2 في بؤرة الالتهاب. في ظروف الإنتاج السائد للسيتوكينات من النوع 1 وغياب إنتاج السيتوكينات من النوع 2، يكون لـ TNF-α تأثير وقائي، ومع الإنتاج المتزامن للسيتوكينات من النوعين 1 و 2، يكون له تأثير مدمر. نظرًا لأن المتفطرات، كما ذكر أعلاه، تحفز بشكل رئيسي الخلايا الليمفاوية T1، فإن مسار العدوى الفطرية لا يصاحبه عادةً زيادة في إنتاج IL-4 و IL-5. في الوقت نفسه، في الأشكال الشديدة من العدوى، وكذلك في مراحلها المتأخرة، قد تكون هناك زيادة موضعية وجهازية في إنتاج IL-4 و IL-5. ومن غير الواضح ما إذا كانت زيادة إنتاج السيتوكينات من النوع 2 سبباً للإصابة بمرض السل الأكثر شدة أو نتيجة له.

تظهر السمية الخلوية تجاه الخلايا المستهدفة المصابة في خلايا CD8 ⁺ ، وكذلك في الخلايا الليمفاوية CD8 ⁺ "غير التقليدية" المقيدة بجزيئات CDlb، والخلايا الليمفاوية CD4 ^+، والخلايا الليمفاوية CD8 ⁺. وتتجلى أهمية السمية الخلوية في الحماية من السل في انخفاض النشاط السام للخلايا الليمفاوية CD8 ⁺ ومحتوى البيرفورين لدى مرضى السل مقارنةً بالمتبرعين الأصحاء. ومن الضروري الإجابة على سؤال كيف يمكن أن يؤثر تحلل الخلايا المستهدفة المصابة على مسار العملية المعدية: هل يؤدي إلى انخفاض في شدة تكاثر المتفطرات، وهي طفيليات داخل الخلايا، أم أنه، على العكس، يعزز إطلاق المتفطرات من الخلايا البلعمية المصابة وإصابة خلايا جديدة. ويبدو أن بيانات S. Stronger (1997) قادرة على المساهمة في فهم هذه المشكلة. وقد أظهر المؤلفون. تحتوي الخلايا الليمفاوية السامة للخلايا على جزيئات جرانوليزين، ذات تأثير قاتل للبكتيريا المتفطرة. لكي يخترق الجرانوليزين الخلايا المصابة، يجب أن تفرز الخلايا الليمفاوية بروتينات تُشكل مسامًا في غشاء الخلايا المستهدفة. وهكذا، ولأول مرة، تم الحصول على بيانات حول التدمير المباشر للبكتيريا المتفطرة (في الخلايا البلعمية) بواسطة الخلايا الليمفاوية التائية، مما يُظهر إمكانية مشاركة الخلايا الليمفاوية التائية بشكل مباشر في الحماية من عدوى البكتيريا المتفطرة.

تنظيم الاستجابة المناعية للخلايا التائية

يتم تنظيم استجابة الخلايا الليمفاوية التائية وإنتاجها للسيتوكينات المؤثرة بواسطة السيتوكينات التي تنتجها الخلايا العارضة للمستضد، بما في ذلك الخلايا البلعمية المصابة. يحول IL-12 تمايز الخلايا الليمفاوية التائية نحو تكوين خلايا Th1 ويحفز إنتاج IFN-γ. تؤدي إصابة الفئران بـ IL-12 ^٪ M.bovis BCG إلى تطور تدريجي للعدوى وزيادة انتشار المتفطرات ويصاحب ذلك عدم تكوين حبيبات في الرئتين. في الفئران المصابة بـ IL-12p40 ^٪ من المتفطرة السلية، لوحظ نمو غير منضبط للمتفطرات، ويرتبط بانتهاك كل من المقاومة الطبيعية والمناعة المكتسبة وينتج عن انخفاض كبير في إنتاج السيتوكينات المسببة للالتهابات IFN-γ وTNF-β. على العكس من ذلك، يؤدي إعطاء IL-12 المؤتلف للفئران متبوعًا بالإصابة بـ Erdmann المتفطرة السلية إلى زيادة مقاومتها للعدوى.

IL-10 هو سيتوكين تنظيمي يُحفز تطور التفاعلات المناعية الخلطية، ويُثبط العديد من تفاعلات المناعة الخلوية. يُعتقد أن تأثير IL-10 على استجابة الخلايا التائية قد يكون ناتجًا عن تأثيره على الخلايا البلعمية: إذ يُثبط IL-10 عرض المستضدات بواسطة الخلايا البلعمية، ويُثبط تخليق السيتوكينات المُحفزة للالتهابات، مثل TNF-α وIL-1 وIL-6 وIL-8 وIL-12، بالإضافة إلى GM-CSF وG-CSF، بواسطة الخلايا البلعمية. كما أن IL-10 له تأثير مُضاد لموت الخلايا المبرمج. ويبدو أن نطاق التأثير هذا يُحدد التأثير الكبير لـ IL-10 على شدة المناعة المُضادة للسل، إلا أن البيانات المتعلقة بتأثير المناعة الوقائية على إنتاج IL-10 متناقضة للغاية.

يُعدّ عامل النمو المحول بيتا (TGF-β) عاملًا فريدًا في تثبيط المناعة الخلوية. يرتبط مستوى إنتاجه بشدة مرض السل، ويُصحّح إعطاء أجسام مضادة لعامل النمو المحول بيتا (TGF-β) أو مثبطات طبيعية له للفئران المصابة بالمتفطرة السلية انخفاض استجابة الخلايا التائية.

تجدر الإشارة إلى أن دور الخلايا التائية كمؤثر لا يقتصر على إنتاج السيتوكينات والسمية الخلوية. فالعمليات الأخرى التي تحدث أثناء التلامس المباشر بين الخلايا التائية والبلعميات، بالإضافة إلى إنتاج الخلايا التائية للكيموكينات، يمكن أن تُسهم بشكل كبير في تطور التفاعلات الالتهابية الموضعية. وهذه الأخيرة، بدورها، لا تنتج فقط عن استجابة البلاعم والخلايا التائية، بل يمكن أن تكون الخلايا المتعادلة، والحمضات، والأرومات الليفية، والخلايا الظهارية، وغيرها من الخلايا مشاركةً فاعلةً في العمليات التي تحدث في الرئتين أثناء الإصابة بالسل.

الدراسات المورفولوجية لعملية تكوّن الورم الحبيبي، بالإضافة إلى نتائج تحديد ديناميكيات تكوّن استجابة محددة للخلايا التائية، تُمكّننا، في رأينا، من التمييز بين عدة مراحل لتفاعل المتفطرات مع الكائن الحي الكبير. تتميز المرحلة الأولى بالتكاثر التدريجي للمتفطرات في غياب استجابة محددة من الخلايا اللمفاوية التائية، وتستمر لمدة تتراوح بين أسبوعين وثلاثة أسابيع. أما المرحلة الثانية، فتحدث بعد تكوّن الخلايا اللمفاوية التائية الناضجة، وتتميز باستقرار نمو المتفطرات. وكقاعدة عامة، تتبع هذه المرحلة مرحلة التعويض، التي تتزامن مع تدمير التكوينات اللمفاوية وظهور تغيرات نخرية في الرئتين. وقد يكون تأثير اللقاح ناتجًا عن انخفاض في المرحلة الأولى من الاستجابة.