В современном мире человек подвергается множественным опасным воздействиям, которые обусловлены растущим развитием промышленности и выбросами в атмосферу многообразных химических загрязнителей, химизацией сельского хозяйства и быта, существенным увеличением уровней производства и потребления синтетических материалов и средств, кризисами, техногенными катастрофами и терроризмом, возникающими противоречиями между социальными сообществами, растущими физическими и психоэмоциональными нагрузками, адаптацией микромира, проявляющего высокую агрессивность, к изменяющимся условиям существования, увеличением масштабов неконтролируемого применения разнообразных лекарственных средств и др. Значительное увеличение разнообразия и количества неблагоприятных факторов химической, биологической или физической природы, действующих на человека, сопровождается существенным ростом заболеваемости, отмечаемым в различных регионах мира, в том числе и в России. В большой степени рост заболеваемости обусловлен депрессивным или аллергизирующим действием неблагоприятных факторов на систему иммунитета — уникальную защитную систему, функции которой обеспечивают поддержание генетического гомеостаза.
Система иммунитета является исключительно сложной системой, характеризуемой множеством органов, первичных и вторичных (костный мозг, тимус, лимфатические узлы, селезенка, печень, пейеровы бляшки кишечника и др.), представленных множеством специализированных клеточных форм, обеспечивающих эффекторные функции иммунной системы и их регуляцию (индукцию реакций, их усиление или торможение), опосредованные через множество секретируемых иммуноцитами растворимых белков с различными функциями (интерлейкины, факторы роста, интерфероны, хемокины, перфорины, гранзимы и др.). Несмотря на наличие множества органов и клеточных систем, иммунная система функционирует как единое целое благодаря непрерывно происходящим процессам обновления клеток и межклеточных взаимодействий, благодаря способности клеток системы иммунитета перемещаться из органа в орган, циркулировать в лимфе и крови, размножаться и созревать из молодых, покоящихся — в зрелые, активно функционирующие формы, заселяющие специализированные регионы органов иммунной системы.
Все эти процессы чрезвычайно чувствительны к воздействию неблагоприятных факторов физической, химической и биологической природы. Нарушение этих процессов во многих случаях несовместимо с жизнью. Именно поэтому значительное ухудшение экологической ситуации, вызванное продуктами антропогенной деятельности, природные катастрофы и техногенные аварии, террористическая деятельность, появление новых, неизвестных ранее микроорганизмов или формирование инфекций с повышенной устойчивостью к антибиотикам и/или другим лекарственным средствам, также как и действие других факторов, угнетающих систему иммунитета или усиливающих аллергизацию населения, представляют собой факторы биомедицинской опасности, их действие характеризуется повышенным риском заболеваемости — формированием иммунодефицитов, аллергиями, острыми или длительно и вялотекущими инфекционными болезнями, раком, аутоиммунными заболеваниями, болезнями иммунных комплексов и др.
Исходя из изложенного, следует сделать заключение о тесной взаимосвязи биомедицинской безопасности и нормальным функционированием иммунной системы. Контроль и регуляцию ее действия осуществляет сложный комплекс генов иммунного ответа. Эти гены и их продукты напрямую связаны с поддержанием биологической индивидуальности организма за счет распознавания чужеродных субстанций и клеток, в том числе и собственных измененных клеток, с противодействием инфекционным агентам, они вовлечены в процесс репродукции, связаны с чувствительностью или устойчивостью к различным заболеваниям, причем как инфекционным, так и неинфекционным. Важнейшая роль в реализации физиологической функции иммунной системы принадлежит генам главного комплекса тканевой совместимости (MHC, HLA). Типирование генов HLA является ключевым элементом подбора совместимых доноров, что определяет успех трансплантации органов и тканей. Эти гены определяют возможность организма отвечать на вакцины, иммунотропные средства, многие лекарственные препараты. Комплекс HLA характеризуется чрезвычайно высоким полиморфизмом (разнообразием) — к настоящему времени выявлено более 31 600 аллельных вариантов этих генов. Полиморфизм генов HLA позволяет организму человека адекватно отвечать на воздействие различных неблагоприятных внешних и внутренних факторов и по сути является основой выживания человека как биологического вида.
Интенсивное исследование генов иммунного ответа, в особенности системы HLA, существенный вклад в которое внесли исследователи Института иммунологии ФМБА России, дало возможность вплотную приблизиться к пониманию функционирования иммунной системы на молекулярно-генетическом уровне. Иммунная система является пока единственной системой организма, функции которой охарактеризованы от генов и эффекторных молекул до физиологических реакций. Накопленные знания легли в основу важнейшей научной области — иммуногенетики, которая представляет собой одно из магистральных направлений как современной иммунологии, так и биологии в целом. Развитие иммуногенетики сопровождалось как фундаментальными достижениями, так и разработкой и внедрением в практику целого ряда технологических новшеств, в частности — созданием систем для генотипирования, которые в настоящее время широко применяются как в научных целях, так и в медицинской практике. Иммуногенетические исследования позволили определить молекулярно-генетические механизмы формирования многих иммунозависимых патологий, выявить генетические варианты, ассоциированные с предрасположенностью либо устойчивостью к ряду заболеваний, изучить распределение этих вариантов в различных популяциях. Понимание генетических основ функционирования иммунной системы позволило отечественным иммунологам разработать стратегию фенотипической коррекции иммунного ответа и таким образом найти способ преодоления неотвечаемости организма человека на вакцины. Результатом стало развитие оригинального принципа конструирования высокоэффективных вакцинных препаратов и формирование нового направления современной вакцинологии. Изучение иммуногенетических особенностей различных патологий повышает качество диагностики и способствует развитию персонализированных подходов к лечению пациентов. Информация о распределении иммуногенетических маркеров социально значимых заболеваний в различных популяциях и группах позволит повысить эффективность профилактических мероприятий. Все вышеперечисленное вносит значимый вклад в поддержание биомедицинской безопасности.
В настоящей монографии рассмотрены основы иммуногенетики, приведена характеристика генов HLA и их роли в регуляции иммунного ответа, описано создание высокоэффективной методологии генотипирования и обследование населения, этнических групп и подгрупп, проживающих на территории России, для выявления генов, определяющих повышенную устойчивость или чувствительность к заболеваниям инфекционного и неинфекционного генеза. Также подробно проанализирована значимость HLA-генотипирования для трансплантации органов и тканей человека, отмечена важная роль генов HLA в репродукции, приведены оригинальные результаты иммуногенетического исследования отдаленных последствий радиационного воздействия.