Оценка противобактериального иммунитета

Оглавление

Ведение                                                                                                           4

Что такое иммунитет?                                                                                    5

Клеточная структура иммунной системы                                                     7

Специфический иммунный ответ                                                                   8

Варианты приобретенного антибактериального иммунитета                    11

Механизмы ускользания бактерий от распознавания и

уничтожения иммунной системой                                                                12

Оценка противобактериального иммунитета                                              17

Заключение                                                                                                    18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Прогресс в области клинической микробиологии и инфектологии в последние десятилетия расширил наши представления об известных возбудителях инфекционных болезней и позволил выявить ряд ранее неизвестных инфекций человека.

В связи с существенным расширением спектра возбудителей и нередко пересмотром роли некоторых из них в возникновении, развитии и распространении инфекций для практики все более актуальным становится вопрос о применении адекватных методов и средств выделения и точной идентификации возбудителя конкретного заболевания, а также адекватных средств этиотропной терапии и профилактики (в том числе и специфической – иммунологической).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иммунитет.

 

Иммунитет – это сложная система, включающая в себя разные органы и множество видов клеток. Защита организма осуществляется на многих уровнях и при условии правильной ее организации, то есть при условии здоровой и крепкой иммунной системы, человеку не страшны никакие болезни. К сожалению, на сегодняшний день абсолютный иммунитет существует лишь в теории, а на практике любому человеку требуется тот или иной вид иммунокоррекции. Чтобы знать алгоритм своих действий в разных случаях, нужно хорошо понимать структуру и виды иммунитета. 
 
 Итак, иммунитет организма условно делится на два типа: неспецифический и специфический. 
 
 1. Неспецифический иммунитет, он же врожденный – это та защита, что передается нам с генами родителей. На этот тип иммунитета приходится более 60% всей защиты нашего организма. Его формирование начинается в середине первого триместра беременности с фагоцитов. Фагоциты – это клетки, способные поглощать чужеродные организмы. Создаются они из стволовых клеток, а в селезенке проходят «инструктаж», благодаря которому потом могут отличать своих от чужих. Другие клетки иммунной системы, включая и защитные, и информационные формируются в селезенке. Все они имеют белковую природу, кроме тех углеводных соединений, которые отвечают за распознавание «вражеских» клеток. 
 
 Неспецифический иммунитет действует просто и эффективно: обнаружив антиген (врага), он атакует его и уничтожает. Важной особенностью и миссией неспецифического иммунитета является его способность бороться с раковыми клетками, что означает невозможность изобретения вакцины против онкозаболеваний, поскольку вакцины отвечают за другой тип иммунитета.  
 
 2. Специфический иммунитет начинает формироваться в то же время, что и неспецифический, из того же материала – стволовых клеток. Однако позже их дороги расходятся: клетки неспецифического иммунитета отправляются в селезенку, а специфического – в вилочковую железу, или по-другому тимус. Там они становятся антителами к разнообразным заболеваниям. Чем с большим количеством микроорганизмов встречается иммунная система, тем большее количество антител имеется в ее арсенале для борьбы с разными болезнями и тем крепче становится специфический иммунитет. По этой причине дети, выросшие в условиях стерильности, болеют чаще, хоть это и звучит парадоксально.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Клеточная структура иммунной системы.

 

Клетки системы иммунитета – макрофаги, Т- и В-лимфоциты, гранулоциты, дендритные – широко представлены в коже и в слизистых оболочках. Часть их (макрофаги, тучные клетки, гранулоциты) находится на эпителии в криптах миндалин, в местах покрытых плоским эпителием (пейеровы бляшки, бронхоассоциированная лимфоидная ткань). Здесь происходит первая встреча клеток системы иммунитета с микробными антигенами. Иммунный ответ носит местный характер. Вдоль желез эпителия сосредоточены В-клетки, продуцирующие IgA, который, мигрируя через эпителиальную клетку, приобретает секреторный компонент и становится секреторным. На 1 см2 поверхности кишечника приходится около 1010 антителообразующих клеток. Антитела этого класса играют важную роль в защите слизистых оболочек от микробов, т.к. опсонируют микроорганизмы, препятствуют их прикреплению к эпителию и размножению, но не связывают комплемент, чем предотвращают тотальное воспаление в слизистых оболочках. Маннозосодержащие боковые ветви тяжелых цепей sIgA могут «неспецифично» связывать лектины фимбрий некоторых бактерий, чем усиливают антибактериальный эффект. В секретах слизистых оболочках представлены иммуноглобулины секреторных IgM, IgА классов, в значительном количестве присутствуют лейкоциты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Специфический иммунный ответ.

Специфический иммунный ответ развивается в макроорганизме против антигенов возбудителя, его токсинов и других продуктов жизнедеятельности или против антигенов вакцин и анатоксинов. В результате такого взаимодействия клетки системы иммунитета, в первую очередь макрофаги, дендритные клетки, распознают чужеродные антигены уже в местах их первичного внедрения и запускают иммунный ответ. На клетках усиливается экспрессия адгезинов и интегринов.

Сила и специфичность этого ответа зависит от совокупности генов, контролирующих систему главного комплекса гистосовместимости (МНС) или HLA-антигенов у человека. Кроме того, весьма важную роль в распознавании липидных, например, микобактериальных антигенов, играют CD1-молекулы.

Наконец, важнейшую роль в индукции антимикробного иммунитета с дальнейшим перенаправлением его по клеточному или гуморальному пути играет система Toll-like рецепторов (TLR), распознающих молекулярные структурные образы патогенов (подробнее – см. гл. 1).

Для каждого конкретного возбудителя имеются свои условия и особенности развития инфекции или иммунитета, зависящие от его вирулентности, пути проникновения и других свойств. Проникновение многих возбудителей в организм сопровождается фазой бактериемии и антигенемии, когда бактерии и их антигены циркулируют в крови (брюшной тиф, сальмонеллезы и др.). Часто она сопровождается началом клинических проявлений, потому что часть бактерий распадается и их эндотоксин – ЛПС – вызывает клинические синдромы (лихорадку и др.).

В зависимости от химической природы антигенов возбудителя, внутри- или внеклеточной его локализации и других факторов, иммунный ответ макроорганизма может происходить с преобладанием Т-клеточного илиантительного В-клеточного иммунитета с образованием вначале IgM, а затем IgG и IgA антител. После элиминации возбудителя клоны эффекторных клеток под влиянием супрессии иммунного ответа уменьшаются и остаются долгоживущие клетки памяти, обеспечивающие длительный, а при отдельных инфекциях – пожизненный иммунитет. Приобретенный антибактериальный иммунитет и антивирусный имеют много общего.

При повторной встрече макроорганизм за счет даже небольшого фонового количества антител, а также способности быстрого размножения Т- и В-лимфоцитов с вовлечением клеток памяти способен нейтрализовать возбудителя. Феномен развития иммунологической памяти после первичной встречи с антигенами возбудителя служит основой приобретенного иммунитета, а феномен усиления иммунологической памяти после повторных встреч с антигенами используется при ревакцинации – повторном введении вакцин с целью поддержания достаточно напряженного иммунитета.

Специфический иммунитет у части компактно проживающего населения (коллектива) составляет основу коллективного иммунитета: 80% иммунных людей достаточно для прекращения эпидемического распространения самых контагиозных инфекционных заболеваний. Однако в связи с тем, что не все вакцинированные отвечают достаточным иммунитетом, на практике для прекращения эпидемического процесса при различных инфекциях требуется прививать не менее 95% населения. Для объективного контроля за уровнем индивидуального и коллективного иммунитета определяют титры протективных антител в крови.

Способность к иммунному ответу изменяется с возрастом. В организме новорожденного функционируют уже все механизмы системы иммунитета, однако дети первых месяцев и даже первых лет жизни иначе чем взрослые реагируют на антигены. Защита новорожденных от микроорганизмов обеспечивается антителами –иммуноглобулинами класса G, проходящими трансплацентарно от матери. Существенный вклад в поддержание иммунологической реактивности детей вносит поступление секреторных иммуноглобулинов А, лизоцима и даже иммунокомпетентных клеток с молоком матери. У многих пожилых людей, особенно на фоне вирусных инфекций и других заболеваний, наблюдается снижение иммунологической реактивности и повышение чувствительности к инфекции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варианты приобретенного антибактериального иммунитета

Приобретенный иммунитет к бактериальным инфекциям различается по механизмам в зависимости от факторов патогенности возбудителя. В одних случаях, когда бактерии выделяют токсины, или чувствительны к антителам, он эффективен, в других – неэффективен, например, при индукции антител к внутриклеточным бактериям, в третьих – при выделении избытка цитокинов, иммунный ответ повреждает собственные ткани.

Бактериальные инфекции, которые зависят от продукции экзотоксинов, индуцируют антитоксический иммунитет (дифтерия, столбняк, ботулизм и др.). Ведущая роль в нейтрализации токсинов принадлежит IgM- и IgG-антителам. IgM-антитела в крови выявляются уже через 48 часов после заражения и достигают пика через 7-10 дней (при инфекциях – позже). Затем преобладают IgG-антитела. Молекула антитела, присоединившись вблизи активного центра токсина, может стереохимически блокировать его связь с рецептором. В комплексе с антителами токсин теряет способность к диффузии в тканях и может стать объектом фагоцитоза.

Основным механизмом антибактериальной защиты является фагоцитоз. В иммунном организме эффективность фагоцитоза повышается за счет опсонизирующего действия специфических IgM- и IgG-антител, взаимодействующих Fab-фрагментами с антигенами на поверхности бактерий и одновременно с Fc-рецепторами на мембранах фагоцитов. Это приводит к окислительному взрыву и активации других бактерицидных систем фагоцитирующих клеток.

Активация системы комплемента комплексами «антитела-бактерии» приводит к разрушению липопротеиновых оболочек грамотрицательных бактерий, особенно нейссерий, а также к высвобождению анафилотоксинов, которые стимулируют дополнительный приток из плазмы крови иммунитета и вызывают хемотаксис полиморфноядерных лейкоцитов, осуществляющих фагоцитоз.

Некоторые бактерии уклоняются от контактов с фагоцитирующими клетками, прикрепляясь к поверхности слизистых оболочек и заселяя их. Функцию защиты слизистых оболочек выполняет секреторный IgA. Во всех секретах IgA, связавшись с бактериями, предотвращает их адгезию к поверхности слизистой.

Приобретенный антибактериальный иммунитет, особенно с антителами против полисахаридных антигенов, как правило, является типоспецифическим и нестойким. Этим объясняются частые случаи повторных заболеваний бактериальными инфекциями и необходимость проведения частых ревакцинаций при использовании бактериальных профилактических вакцин, формирование нестерильного иммунитета, или неэффективность вакцинации при отдельных бактериальных инфекциях.

Липополисахариды бактерий индуцируют синтез антител к полисахаридным детерминантам, которые не всегда являются «иммунодоминантными», так как такие антитела не создают иммунитет, что наблюдается при бруцеллезе, туберкулезе и других инфекциях. В то же время такие антитела эффективны против E.coli, лептоспир и других бактерий.

Внутриклеточно паразитирующие бактерии: микобактерии туберкулеза, бруцеллы, сальмонеллы и др., а также риккетсии, хламидии и микоплазмы отличаются повышенной устойчивостью к гибели после фагоцитоза. Они защищаются от механизмов уничтожения, подавляя слияние фагосом с лизосомами, образуя наружную оболочку, или выходя из фагосом в цитоплазму. Эти бактерии уничтожаются механизмами Т-клеточного иммунитета. Специфические цитокин-продуцирующие Т-хелперы при контакте с зараженными макрофагами выделяют g-интерферон, активирующий ЕК и макрофаги, которые становятся после этого более эффективными, что напоминает противовирусный иммунитет. Однако важнейший механизм – это индукция активности Т-киллеров, которые разрушают инфицированные клетки и делают доступными бактерии для других бактерицидных факторов, в том числе для активированных макрофагов.

Поэтому напряженность антибактериального иммунитета при внутриклеточных инфекциях определяется не гуморальным, а Т-клеточным иммунитетом. Причем разные Т-субпопуляции оказывают различный эффект: преобладание активности Тх 2 у людей способствует заболеванию туберкулезом. Среди цитотоксических эффекторов одни разрушают зараженные клетки хозяина путем апоптоза и выделения цитокинов, а другие лизируют непосредственно сами бактерии.

Выраженность и сила этого иммунитета определяется путем постановки кожно-аллергических проб и в тестах оценки Т-клеточного иммунитета in vitro.

В целом же защита от внутриклеточных бактерий, особенно после иммунизации, носит комбинированный характер и в ней участвуют активированные фагоциты, поглощающие опсонированные микробы. В большинстве случаев для оценки уровня противобактериального иммунитета применяют различные методы выявления антител в сыворотке крови, даже если их уровень и не определяет напряженности антибактериального иммунитета.

Для серологической диагностики используют феномен нарастания титра циркулирующих антител в динамике инфекционных заболеваний (метод парных сывороток), или определение в острую фазу заболевания ранних IgM-антител. IgG-антитела появляются несколько позже, в период ранней реконвалесценции, и могут циркулировать в течение всей жизни, как после перенесенного заболевания, так и после вакцинации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механизмы ускользания бактерий от распознавания и уничтожения иммунной системой.

 

Микробы выработали различные способы уклонения от защитных механизмов человека.

Так, некоторые бактерии (например, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis) для избегания нейтрализующего действия секреторного IgА вырабатывают протеазы, способные разрушать молекулы иммуноглобулина на отдельные компоненты (Fab- и Fc-фрагменты), не способные к их агглютинации. Кроме того, N. gonorrhoeae для уклонения от нейтрализующего действия антител изменяют антигенные свойства пилей. Это происходит в результате генетических перестроек в локусе, контролирующем последовательность аминокислот в белке пилина, являющегося основным компонентом пилий. Локус пилина состоит из одного или двух экспрессированных генов и 10-20 «молчащих» генов. Каждый ген в своем составе содержит шесть областей, названных миникассетами (minicassettes). Изменение свойств и поверхностных характеристик пилина является результатом генетической конверсии, во время которой одна или более миникассет из молчащих генов заменяет миникассету экспрессированного гена.