Механизм формирования иммунитета при вакцинации
Критерий эффективности вакцинации — выработка адекватного иммунного ответа на вакцину при отсутствии сильных прививочных реакций и поствакцинальных осложнений (ПВО).
Выделяют три фазы формирования поствакцинального ответа: латентную, фазу роста и фазу снижения иммунитета. Такая динамика изменений в иммунной системе универсальна для формирования как гуморального, так и клеточного иммунитета.
Латентная фаза — интервал между введением антигена и появлением антител, цитотоксических клеток и эффекторов гиперчувствительности замедленного типа. Длительность этой фазы — несколько суток.
Фаза роста — накопление антител и иммунокомпетентных клеток в крови; её продолжительность для разных антигенов составляет от 4 сут до 4 нед.
Фаза снижения иммунитета происходит сначала быстро, а затем медленно (в течение нескольких лет или десятилетий). Титры антител классов IgM и IgA падают быстрее, чем класса IgG. Чем быстрее происходит ослабление иммунитета, тем чаще необходимо вводить бустерные дозы вакцины для поддержания напряжённого иммунитета.
При первичном иммунном ответе вначале происходит синтез антител класса IgM. Они обладают высоким аффинитетом и превосходят антитела других классов по активности в реакциях агглютинации и лизиса микроорганизмов. В последующем происходит переключение изотипа антител с IgM на IgG.
Вторичный иммунный ответ основан на быстром и интенсивном образовании IgG антител. Повторное введение вакцины — основа для достижения длительного и напряжённого иммунитета против большинства патогенов. Интервал между вакцинациями должен быть не меньше 1 мес; в противном случае антитела, сохранившиеся после предыдущего введения вакцины, будут инактивировать вводимый антиген и ослаблять вторичный ответ.
Патогенетические механизмы выработки специфического иммунитета на бактериальные вакцины и анатоксины связаны с преимущественной активацией Th1-лимфоцитов ИЛ-2, включением в иммунный ответ В-лимфоцитов и дифференцировкой их до плазматических клеток и В-лимфоцитов памяти. При первом введении вакцины происходит синтез низкоаффиннных антител IgM изотипа. При повторных иммунизациях происходит переключение синтеза на IgG антитела, которые составляют основу противоинфекционной защиты.
Особенность вакцин вирусного происхождения и противотуберкулёзной вакцины (БЦЖ) — формирование преимущественно клеточного иммунитета. Реализация клеточной противовирусной защиты происходит путём активации макрофагов и цитотоксических Т-лимфоцитов. Макрофаги получают активационный сигнал от ИФ-г, синтезируемого Th1-лимфоцитами при воздействии на них ИЛ-12. Этот цитокин продуцируют антигенпрезентирующие клетки, захватившие вакцинальный антиген.
Этапы формирования иммунного ответа на вакцины
- * Активация антигенпрезентирующих клеток (дендритные клетки, макрофаги, В-лимфоциты).
- * Дифференцировка наивных Т-клеток в Th1-, Th2- и Tre¦-лимфоциты, специфичные к различным эпитопам вакцины.
- * Презентация дендритными клетками и макрофагами антигена В-лимфоцитам в фолликулах лимфоидных органов; активация и пролиферация антигенспецифичных В-клеток и их дифференцировка в плазматические клетки; синтез антигенспецифических антител.
- * Формирование Т- и В-лимфоцитов памяти.
Молекулами,
вызывающими формирование специфической
невосприимчивости к инфекционному
заболеванию, являются протективные
антигены возбудителя, введенные в
организм в составе вакцин. Тип последней
и наличие адъюванта имеют существенное
значение в распределении антигенов
вакцины в организме.
Стадии
распределения вакцинного антигена в
организме:
Присутствие
антигена в месте его введения.
При введении антигена около 20 % его
подвергаются процессингу и презентации
с помощью местных вспомогательных
клеток (клеток Лангерганса, дендритных
клеток), которые затем мигрируют в
регионарные лимфоузлы, селезенку,
печень. Поступление ИКК не зависит от
специфичности антигена, они проникают
в ткань наряду с другими клетками.
Антиген способствует накоплению ИКК
в месте введения благодаря увеличению
кровотока и проницаемости кровеносных
сосудов в воспаленной ткани. Также
антиген вызывает локальную специфическую
пролиферацию лимфоцитов.Около
80 % антигена поступает через лимфатические
сосуды в регионарные лимфоузлы, лимфу
грудного протока и кровь.
В регионарных лимфоузлах антиген также
способствует накоплению ИКК. Там
происходит интенсивный процесс
расщепления антигена, образование
пептидов и презентация их лимфоцитам
в комплексе с антигенами ГКГС. Для этого
в лимфоузлах присутствует большое
количество дендритных клеток, во
вторичных узелках пролиферируют и
созревают В-лимфоциты, а в мозговых
тяжах находятся Т-лимфоциты.Фиксация
антигена в различных органах (селезенке,
печени),в
которых также происходит процесс
переработки и презентации антигена.Элиминация
антигена из организма.
Такое
ступенчатое развитие иммунного процесса
при введении
вакцин должно обеспечивать
формирование стойкогопротективного
иммунитета.
Формирование
иммунного ответа на вакцины
имитирует естественный инфекционный
процесс. Основная роль в определении
длительности и интенсивности иммунного
ответа принадлежит антигену. В зависимости
от того, участвуют или нет Т-лимфоциты
в процессе синтеза антител, все антигены
делятся на тимуснезависимые и
тимусзависимые.
Бактерии содержат
Т-независимые и Т-зависимые антигены,
вирусы — только Т-зависимые.
Для
Т-независимых антигенов
характерно многократное повторение
однородных детерминант на молекуле
антигена. К Т-независимым
антигенам 1-го типа относят
бактериальные липополисахариды,
обладающие митогенностью в отношении
В-лимфоцитов. Ответ на эти антигены
находится на грани поликлональной
стимуляции, которая легко
преодолевается
при повышении концентрации антигена.
При этом синтезируются антитела разной
специфичности, могут быть индуцированы
аутоиммунные реакции. КТ-независимым
антигенам 2-го типа
относят полисахариды с повторяющимися
эпитопами, например, пневмококковые.
Они имеют множество точек взаимодействия
с мембраной В-лимфоцитов.
Оба
типа Т-независимых антигенов легко
индуцируют антителообразование, однако
образуются низкоаффинные IgM,
иммунологическая память не формируется.
Кроме того, при ответе на Т-независимые
антигены 2-го типа образуются IgG2.
IgG2
и IgM
обладают нейтрализующей и
комплементсвязывающей активностью.
Они слабо взаимодействуют с Fc-ре-цепторами
I
и II
типов, что ограничивает их защитную
активность.
Иммунный
ответ на Т-независимые антигены
недостаточен у детей
в возрасте до 2
лет. Для усиления иммуногенности
Т-независимых антигенов их конъюгируют
с Т-зависимыми носителями (например,
столбнячным или дифтерийным анатоксином).
Т-зависимыми
антигенами
являются поверхностные белки и
полипептиды. Они индуцируют синтез
антител и клеточный иммунитет. Важно,
чтобы вакцины вызывали Т-зависимый
иммунный ответ. В противном случае
иммунный ответ будет кратковременным.
Силу иммунного ответа индивида на
конкретный Т-зависимый антиген определяют:
структура
макромолекулярного комплекса, включающего
в себя CDантиген, ТКР,
презентируемый фрагмент антигена,CD4/CD8
молекулы,CD3 рецептор,
молекулы клеточной адгезии;процессы биогенеза
этого комплекса на клеточной мембране.
Локализация
Т-зависимого антигена вне или внутри
клетки и его презентация в комплексе с
молекулами ГКГС I
или II
класса являются ключевыми
факторами для определения типа иммунного
ответа организма.
Внутриклеточные
антигеныпрезентируются в комплексе
с молекулами ГКГСIклассаCD8+ цитотоксическимT-лимфоцитам.Внеклеточные
антигеныпрезентируются в комплексе
с молекулами ГКГСIIклассаCD4+ Т-лимфоцитам.
Решающая роль в выборе преобладающего
типа ответа принадлежит поляризации
хелперныхCD4+ клеток типовTh1 иTh2. В
свою очередь, поляризация определяется
дозой и путем поступления антигена,
типом вспомогательных клеток,
костимуляторами, участвующими в активации
этих клеток, факторами микроокружения,
особенно цитокинами.Th1
продуцируют преимущественно ИЛ2 и-интерферон,
в то
время какTh2 продуцируют
ИЛ4, ИЛ5 и ИЛ10. Эффекторные механизмыTh1-иммунного ответа
стимулируют цитотоксические реакции
и развитие ГЗТ. Специфичность механизмов
защитыTh2-иммунного
ответа
обеспечивают антитела.
Поствакцинальный
иммунитет — специфическая
невосприимчивость к конкретному
инфекционному заболеванию, появляющаяся
в результате вакцинации.
Характеристика
поствакцинального иммунитета:
обеспечивается
специфическими антителами,
сенсибилизированными лимфоцитами,
лимфоцитами памяти;обычно формируется
к 3-й неделе после вакцинации;по наследству не
передается, хотя способность отвечать
на антиген — наследственный признак;сохраняется
длительно благодаря иммунологической
памяти;уступает
по напряженности постинфекционному
иммунитету.
Генетический
контроль поствакцинального иммунитета.
Существует две системы генетического
контроля поствакцинального иммунитета.
Одна из них контролирует неспецифическую
резистентность и зависит от функционального
состояния макрофагов. Вторая обеспечивает
развитие приобретенного иммунитета и
ассоциирована с генами иммунного ответа,
кодирующими первичную структуру
рецепторов лимфоцитов
и регулирующими
клеточное взаимодействие.
Основными
причинами слабой иммунной реакции на
антиген являются отсутствие у индивидуума
антигена ГКГС, способного давать комплекс
с пептидом антигена, и (или) отсутствие
клона Т-лимфоцитов, способных к
распознаванию такого комплекса.
Генетическая неотвечаемость часто
проявляется отсутствием иммунного
ответа против коротких пептидов из
10–20 аминокислотных остатков. Отсутствие
иммунного ответа из-за генетической
ГКГС-рестрикции объясняет тот факт, что
у части вакцинированных не наблюдается
сероконверсия. Это присуще, в основном,
рекомбинантным вакцинам.
Периоды
образования специфических антител в
ответ на введение вакцины (рис.
4):
Рис.
4. Динамика
образования антител при первичном
(А-прайминг)
и вторичном (Б-бустерная
иммунизация) введении антигена.
Периоды
образования специфических антител (А.
А. Воробьев и др., 2003):
а
— латентный; б
— логарифмического роста; в
— стационарный; г
— снижения
латентный
(«лаг»-фаза) — макрофаги перерабатывают
антиген, представляют
его Т-лимфоцитам, Тh
активируют В-лимфоциты, последние
превращаются в плазматические
антителообразующие клетки, параллельно
образуются В-лимфоциты памяти. От
введения вакцины до появления антител
в сыворотке крови проходит от нескольких
суток до 2 недель (время зависит от вида
вакцины, способа введения и особенностейиммунной системы);
роста
(«лог»-фаза) — экспоненциальное
увеличение количества антител в
сыворотке крови продолжительностью
от 4 дней до 4 недель;стационарный
— количество антител поддерживается
на постоянном уровне;снижения
— после достижения максимального титра
антител происходит его снижение, причем
сначала относительно быстро, а затем
медленно. Длительность фазы снижения
зависит от соотношения скорости синтеза
антител и их полураспада. Когда снижение
уровня протективных антител достигает
критического, защита падает, и становится
возможным заболевание при контакте с
источником инфекции. Поэтому для
поддержания напряженного иммунитета
часто необходимо вводить бустерные
дозы вакцины.
При
первичном иммунном ответе на антиген
в основном продуцируются IgM, при вторичном
— плазматические клетки переключаются
с продукции IgM на более зрелые изотипы
и продуцируют антитела
классов IgG,
IgA или IgE с более высоким сродством к
антигену. IgG
наиболее полно проходят фазы созревания
аффинитета. Они нейтрализуют экзотоксины,
активируют комплемент и обладают высоким
сродством
к Fc-рецепторам
всех типов. Нейтрализация и удаление
свободных патогенов осуществляется
путем их опсонизации и последующего
фагоцитоза. IgG
являются также важным фактором борьбы
с внутриклеточными патогенами. Опсонизируя
клетки, IgG
делают их доступными для антителозависимого
клеточного цитолиза.
Регуляция
уровня иммунного ответа определяется
соотношением
в
организме антигена и специфичных к нему
антител различных изотипов.
Инструментом этой регуляции служат
иммунные комплексы. На начальных этапах
в их составе преобладают антигены, а
антитела представлены преимущественно
изотипом IgM.
В последующем в составе иммунных
комплексов доминируют антитела изотипа
IgG.
Иммунные
комплексы выполняют функцию иммуногена
более
активно, чем свободный антиген,
так как активнее захватываются
макрофагами, благодаря наличию на их
поверхности Fc-рецепторов.
Ранние иммунные комплексы способствуют
усилению иммунного ответа. Это обусловлено
наличием в их составе IgM,
способного взаимодействовать
с
Fc-рецепторами
дендритных клеток, макрофагов и
лимфоцитов.
Иммунологическая
память —
способность иммунной системы отвечать
на повторный контакт с антигеном быстрее,
сильнее и длительнее по сравнению с
первичным ответом. Иммунологическая
память обеспечивается клетками
памяти —
длительно живущими субпопуляциями
антигенспецифических T- и B-клеток,
быстрее реагирующими на повторное
введение антигена. Они находятся на
стадии G1
клеточного цикла, т. е. вышли из стадии
покоя G0
и готовы к быстрому превращению в
эффекторные клетки при очередном
контакте с антигеном.
В
процессе превращения наивных Т-клеток
в клетки памяти наиболее сильные
изменения происходят в клеточном маркере
CD45,
который обеспечивает передачу сигнала
внутрь клетки при формировании
антигенраспознающего комплекса. В
отличие от наивных клеток, клетки памяти
активируются при более низких концентрациях
антигена, обладают специфической
хемотаксической активностью, вырабатывают
преимущественно эффекторные цитокины.
Иммунологическая
память, особенно память Т-лимфоцитов,
очень стойкая, благодаря чему удается
искусственно формировать длительный
противоинфекционный иммунитет.
Преобладающее направление развития
вторичного иммунного ответа закодировано
в субпопуляционной принадлежности
Т-клеток памяти и последующей их
дифференцировке
в Th1
или Th2.
Вторичный
иммунный ответ характеризуется следующими
признаками:
Более
раннее развитие иммунных реакций по
сравнению с первичным ответом.Уменьшение
дозы антигена, необходимой для достижения
оптимального ответа.Увеличение
напряженности и длительности иммунного
ответа.Усиление
гуморального иммунитета: увеличение
количества
антителообразующих клеток
и циркулирующих антител, активация Тh2и усиление выработки ими цитокинов
(ИЛ 3, 4, 5, 6, 9, 10, 13), сокращение периода
образования IgM, преобладание IgG и IgA.Повышение
специфичности гуморального иммунитета
в результате феномена «созревания
аффинности» (внесения случайных мутацийв гены гипервариабельных участков
Ig при размножении В-лимфоцитов,
стимулированных антигеном) и усиления
конкуренции за антиген (более аффинные
В-клеточные рецепторы дольше
стимулируются).Усиление
клеточного иммунитета: увеличение
числа антигенспецифических Т-лимфоцитов,
активация Тh1 и усиление выработки имицитокинов (-интерферона,
ФНО, ИЛ2), повышение аффинности
антигенспецифических рецепторов
Т-лимфоцитов.
Вторичный
иммунный ответ недостаточно выражен,
если:
для
иммунизации используется слабый
антиген;в
организме присутствуют пассивно
введенные или активно приобретенные
антитела;антиген
вводят пациенту с иммунодефицитом;вакцинируют
детей раннего возраста.
Соседние файлы в папке Разное
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Вакцинирование – это процесс, целью которого является формирование защитных сил к определенным вирусным и инфекционным патологиям. Иммунизировать начинают с самого рождения. Некоторые родители негативно относятся к прививкам, считая, что они причиняют вред неокрепшему детскому организму.
Но педиатры утверждают, что без профилактики, малыш подвержен опасным заболеваниям. Важно понимать, какой иммунитет вырабатывается при введении вакцины, как долго он сохраняется.
Роль вакцинации в иммунологии
Вакцинирование подразумевает введение определенной дозы антигенного материала в организм, с целью выработки защитных сил к конкретному вирусному, инфекционному заболеванию. Прививки играют большую роль в иммунологии.
Пока что вакцины являются единственным эффективным способом защиты от заражения и развития осложнений некоторых патологий. С самого рождения детей планово прививают против дифтерии, коклюша, паротита, столбняка, гриппа, кори, краснухи, полиомиелита, гепатита, туберкулеза.
По желанию проводят вакцинацию от бешенства, ветрянки, клещевого энцефалита, чумы, сибирской язвы. Существуют поливалентные препараты.
Например, АКДС защищает одновременно от столбнячной, дифтерийной и коклюшной болезней. В любом случае иммунопрофилактика эффективна и приемлема для предупреждения эпидемий опасных заболеваний.
В иммунологии известны такие типы вакцин:
- живые – содержат аттенуированные вирусы и бактерии. К такой группе относят прививки против туберкулеза (БЦЖ), краснухи, кори (ЖКВ), паротита (ЖПВ), от полиомиелита (ОПВ);
- инактивированные – в их составе присутствуют убитые патогены, их фрагменты либо анатоксины. В качестве примера можно привести такие препараты: АКДС, АДС-М, АДС, АС, Инфанрикс.
Сегодня благодаря разработкам в сфере иммунологии и микробиологии, начали создавать биосинтетические прививки. Их получают методами генной инженерии.
Какой иммунитет вырабатывается при введении вакцины?
Итогом вакцинирования является выработка защитных сил. У привитого человека формируется приобретенный иммунитет к определенным инфекциям и вирусам. Суть профилактики в том, что в организм вводится антигенный материал.
Иммунные клетки сразу начинают реагировать на инородные вещества, продуцируя антитела, которые борются с вирусами и бактериями.
Когда эти вещества достигают нужной концентрации, человек становится защищенным от последующего заражения. Создание искусственного иммунитета происходит по-разному. Одни прививки достаточно вводить единожды, другие требуют периодического повторения.
В зависимости от необходимости ревакцинации, приобретенный иммунитет может быть первичным (сформированным после одноразовой инъекции) и вторичным (полученным в результате повторного введения антигенного материала).
Через сколько дней после прививки возникает иммунный ответ?
Иммунный ответ начинает формироваться сразу после введения вакцины. Но выявить наличие антител в сыворотке можно лишь спустя латентный период, который после первой прививки длится около 7-10 дней.
Требуемая для надежной защиты концентрация антител, достигается спустя 3-4 недели после иммунизации. Поэтому в течение месяца ребенок еще подвержен заражению опасными патологиями.
Медики отмечают, что антитела, которые относятся к разным классам иммуноглобулинов, образуются в неодинаковые сроки. Например, IgM формируются рано и проявляют низкое сходство к живому либо убитому патогену, анатоксину.
Что касается поздних антител IgG, то они обеспечивают более надежную защиту. Есть такая категория людей, у которых специфический иммунитет от прививки не вырабатывается даже после многократного введения антигенного материала.
Подобная особенность организма называется вакцинальной недостаточностью. Причину такого состояния медики видят в отсутствии у молекул HLA класса II участков, ответственных за распознавание антигенов. Вторичный иммунный ответ обычно проявляется быстрее – на 4-5 сутки после вакцинопрофилактики.
Это объясняется наличием в крови человека определенного количества антител, которые моментально реагируют на проникновение в организм антигена. После повторной прививки резко повышается концентрация IgG.
Сроки возникновения иммунного ответа зависят от таких факторов:
- качество вакцины;
- техника введения препарата;
- вид прививки;
- индивидуальные особенности организма;
- соблюдение правил поствакцинального поведения.
Доктора отмечают, что не всегда низкая концентрация антител свидетельствует о подверженности к патологии.
Есть ряд инфекций, для которых малого присутствия защитных тел, достаточно для противостояния заражению. Например, для предупреждения столбнячной болезни IgG в сыворотке должен быть на уровне 0,01 МЕ/мл.
На какое время сохраняется иммунный ответ, возникающий путем иммунизации?
Многие пациенты интересуются, на какое время сохраняется иммунный ответ, возникший в результате вакцинации. Все зависит от типа и качества прививки, введенной дозы, особенностей организма, наличия протективных антигенов, возраста человека.
Например, антитела после профилактики гриппа наблюдаются в крови в течение 6-12 месяцев. Объясняется такой малый срок защиты тем, что вирус ежегодно мутирует.
Вакцина против коревой болезни для детей действует около 5-5,5 лет, а для взрослых, прошедших полный курс прививок, – примерно 20 лет.
Вакцинирование против свинки, краснухи и кори детям обеспечивает защиту на 5-6 лет, а взрослым – на 10 и более лет. У некоторых мужчин и женщин иммунный ответ сохраняется в течение всей жизни.
После прохождения курса иммунопрофилактики гепатита В, человек становится защищенным на 20-25 лет. После укола АКДС первичный иммунный ответ наблюдается в течение 1,5-2 месяцев.
После трехкратного введения препарата защита сохраняется в течение 8 месяцев. Далее для поддержки крепости детям вводят АКДС в 6 и 14 лет. У взрослых иммунный ответ отмечается на протяжении 10 лет.
Методы оценки поствакцинального иммунитета у человека
Для определения крепости приобретенного вследствие вакцинирования иммунитета, проводят специальные тесты. Существует немало методик оценки. Выбор зависит от типа используемой прививки и особенностей организма.
Сегодня выполняется анализ приобретенных защитных сил после профилактики свинки, туберкулеза, коклюша, столбняка, кори, гриппа, бруцеллеза, туляремии, полиомиелита и т.п.
Для выявления напряженности защитных сил применяют следующие способы:
- проведение серологического типа исследования сыворотки привитого (например, анализ РПГА). Порцию крови объемом 0,75-1,5 мл берут из пальца выборочно у сельских и городских жителей. Материал изучается на наличие титров антител. Используют специальное оборудование, химические вещества. Если антитела присутствуют в достаточном количестве, это говорит о хорошей защищенности;
- выполнение кожной иммунологической пробы. Например, для выявления туберкулезной палочки и антител к этому возбудителю, проводят анализ Манту. Исследование предполагает подкожное введение дозы туберкулина и оценку спустя несколько дней местной реакции. К иммунологическим пробам также относится анализ Шика, который выявляет наличие титра антител к дифтерии. Выполняется тест по аналогии с Манту.
Используемые методики абсолютно безвредные, доступные и подходят для массового обследования.
Правда ли, что вакцины обладают свойством убивать иммунную защиту ребенка?
Противники вакцинирования утверждают, что прививки способны убивать иммунитет ребенка. Но исследования ученых опровергли такое предположение.
Прививка действительно приводит к временному ослабеванию защитных сил. Это объясняется тем, что антигенный материал провоцирует определенные изменения в организме.
В ходе такого процесса, иммунная система занята борьбой с искусственно введенным патогеном. В период выработки антител ребенок становится уязвимым к некоторым заболеваниям.
Но после того как иммунный ответ сформируется, состояние нормализуется, организм становится крепче. Последние исследования американских ученых показали, что прививка не разрушает защитный барьер малыша. Были изучены медицинские сведения 944 детей возрастом от 2 до 4 лет.
Одних малышей повергли воздействию 193-435 антигенов, другие не получали плановые вакцины. В итоге оказалось, что никакой разницы в подверженности инфекционным и неинфекционным заболеваниям, у непривитых и иммунизированных нет. Единственное, вакцинированные стали защищенными от тех болезней, от которых они прошли профилактику.
Видео по теме
Врач-педиатр, врач высшей категории о сути вакцинации:
Таким образом, прививки способствуют выработке специфического первичного или вторичного иммунитета. Защитные силы сохраняются в течение долгого времени и позволяют предупредить развитие опасных инфекционных и вирусных патологий.