Противовирусный и противораковый иммунитет
Отличие вируса от большинства видов организмов в том, что он не способен к размножению вне чужой живой клетки. Вирусов известно много: Rabies Virus, Adenovirus, Ebola Virus, HIV, Hepatitis B и C, Papillomaviridae, Herpes Viridae, Influenza Virus и мн. др.
Они предпочитают разные клетки, атакуют нас по-разному, но всем им присуще нечто общее – структура жизненного цикла:
- проникновение в клетку с помощью присоединения к какому-либо типу рецепторов,
- транскрипция вирусной ДНК / РНК (в зависимости от вида вируса),
- встраивание в клеточный аппарат репликации генома,
- репликация вируса и его распространение за пределы клетки.
Врождённый иммунитет человека, формирующийся ещё до рождения, знает этот механизм. Ещё до первых контактов с патогенами мы имеем представление, как с ними бороться, и врождённые инструменты борьбы.
Как неспецифический иммунитет борется с инфекциями?
В распоряжении неспецифического иммунитета имеются естественные клетки-киллеры, запрограммированные уничтожать всё, что не отвечает критерию биологической идентичности геному организма хозяина.
В течение жизни эти клетки занимаются проверкой каждой клетки, каждого микроорганизма, который они встречают. Чтобы пройти контроль, клетки предъявляют молекулярный «паспорт» – главный комплекс гистосовместимости (ГКГС). Считывая его, как штрихкод, киллер отпускает здоровую клеточку – на свободу с извинениями.
Такие проверяющие клетки не умеют определять, инфицирована клетка или нет. Но когда вирус проникает в клетку и встраивает чужеродный геном в её реплицирующий комплекс, ГКГС нарушается и клетка не проходит контроль. Киллер впрыскивает в неё ферменты клеточного «пищеварения» и разрушает, а её остатки, как и остатки вирусов, подъедают фагоциты.
Типология клеток крови
При этом имеет место и иммунологическая толерантность, например, к компонентам нормального микробиома человека – при условии, что он найден в соответствующем месте. Так, кишечной палочке ничего не угрожает со стороны иммунитета хозяина в кишечнике, но, обнаружив её где-то ещё, клетка-киллер уничтожит эту бактерию как условный патоген. И будет права.
Как работает специфический иммунитет человека?
Специфический, или адаптивный, иммунитет человека работает на распознавание инфекций. В том числе новых. Ещё до первого контакта с возбудителем, до появления первых заражённых клеток и запуска соответствующего сигналинга иммунные клетки могут распознать патоген по т. н. паттернам патогенности – молекулярным (чаще всего белковым) комплексам, которые свойственны в принципе – вирусам, в принципе – бактериям, в принципе – грибам и т. д.
Когда патоген проник и развернул атаку, специфический иммунитет приступает к сложному мероприятию по его улавливанию и обезвреживанию. В его распоряжении имеются альфа-, бета- и гамма-интерфероны, которые:
- тормозят репликацию ДНК и РНК в клетке, не давая вирусу размножаться,
- запускают апоптоз – самоубийство заражённой клетки на благо организма.
В момент проникновения вируса клетка распознаёт инфицирование и успевает вывесить на мембране «флажки», которые привлекут внимание Т-хелперов, Т-киллеров, В-лимфоцитов и другие войска специфического иммунитета.Т-хелперы обеспечат исследование и запоминание патогена, В-лимфоциты займутся выработкой антител, которые обклеят (опсонизируют) вирусные фрагменты, сделав их неспособными к репликации. А фагоциты соберут остатки патогена и погибшей клетки. Затем «осколки» вируса затем попадут через кровь в лимфу, где отфильтруются в лимфоузлах и будут тщательно изучены. Затем молодым, т. н. наивным клеткам-лимфоцитам будут предъявлены антигены, и они смогут распознавать угрозы, которые «лично» никогда не встречали. Таким образом тренируется иммунная память.
Что ещё делает интерфероновый сигналинг? Интерфероны присоединяются к оболочкам здоровых клеток, не давая вирусу присоединиться и проникнуть сквозь клеточную мембрану.
Они же разрешают общие провоспалительные реакции, которые сопровождаются хорошо знакомыми клиническими симптомами усталости, разбитого состояния, высокой температуры, ломоты в суставах, сонливости, мышечной боли и т. п.
Всё это говорит о том, что красный костный мозг получил чёткий, конкретный сигнал – продуцировать больше специальных, «профессиональных» клеток: моноцитов, дендритных клеток, лимфоцитов, лейкоцитов и др.
Повышенные лимфо- и лейкоциты мы увидим в общем анализе крови – если, конечно, сам вирус не вызывает лейкоцито- или лимфоцитопению, поразив органы и клетки иммунной системы.
Таким образом, интерфероны оказывают аутокринный, паракринный и эндокринный эффект. И это, с одной стороны, хорошо, а с другой не очень, потому что военную мощь нашего иммунитета вирусы учатся обманывать и даже обращать против нас. И со стимуляцией иммунного ответа следует быть очень аккуратными.
Получить более подробную информацию об этом можно в статье от иммунологов онлайн-академии UniProf «Противовирусный иммунитет человека: как вирусы обманывают его и что с этим делать?»
А полное практические рекомендации, как пациенту подружиться с иммунитетом, а врачу – эффективно использовать иммунологические знания в любом направлении клинической практики,можно в рамках интенсива «Коронный иммунитет».
Лекции читают ведущие российский иммунологи и спикеры Академии UniProf. Регистрируйтесь на обучение, получайте актуальные и необходимые экспертные знания, чтобы быть здоровыми и вести пациентов на принципиально новом профессиональном уровне.
Противобактериальный,
противовирусный, противогрибковый,
противопротозойный и противоопухолевый
иммунитет
Противобактериальный
иммунитет направлен как против бактерий,
так и против их токсинов (антитоксический
иммунитет). Бактерии и их токсины нейтрализуются
антибактериальными и антитоксическими
антителами. Комплексы бактерия
(антигены)-антитела активируют комплемент,
компоненты которого присоединяются к
Fc-фрагменту антитела, а затем образуют
мембраноатакующий комплекс, разрушающий
наружную мембрану клеточной стенки
грамотрицательных бактерий. Пептидогликан
клеточных стенок бактерий разрушается
лизоцимом.
Антитела (Fc-фрагмент) и комплемент (С3b),
обволакивают бактерии и “приклеивают” их к Fc- и
С3b-рецепторам фагоцитов, выполняя роль опсонинов вместе с другими
белками, усиливающими фагоцитоз (C-реактивным
белком, фибриногеном, маннансвязывающим
лектином, сывороточным амилоидом).
Фагоцитоз является основным
механизмом антибактериального иммунитета
Фагоциты направленно перемещаются к объекту
фагоцитоза, реагируя на хемоаттрактанты:
вещества микробов, активированные компоненты
комплемента (С5a, C3a) и цитокины.
Противобактериальная защита слизистых оболочек
обусловлена секреторными IgA, которые,
взаимодействуя с бактериями, препятствуют их
адгезии на эпителиоцитах.
| Противовирусный иммунитет. Основой противовирусного иммунитета является клеточный иммунитет. Клетки-мишени, инфицированные вирусом уничтожаются цитотоксическими лимфоцитами, а также NK-клетками и фагоцитами, взаимодействующими с Fc-фрагментами антител, прикрепленных к вирусспецифическим белкам инфицированной клетки. Противовирусные антитела способны нейтрализовать только внеклеточно расположенные вирусы, как и факторы неспецифического иммунитета — сывороточные противовирусные ингибиторы. Такие вирусы, окруженные и блокированные белками организма, поглощаются фагоцитами или выводятся с мочой, потом и др. (так наз. “выделительный иммунитет“). Интерфероны усиливают противовирусную резистентность, индуцируя в клетках синтез ферментов, подавляющих образование нуклеиновых кислот и белков вирусов. Кроме этого интерфероны оказывают иммуномодулирующее действие, усиливают в клетках экспрессию антигенов главного комплекса гистосовместимисти (MHC) Противовирусная защита слизистых оболочек обусловлена секреторными IgA, которые, взаимодействуя с вирусами, препятствуют их адгезии на эпителиоцитах. |
Противогрибковый
иммунитет. Антитела (IgM, IgG) при
микозах выявляются в низких титрах. Основой
противогрибкового иммунитета является клеточный иммунитет. В
тканях происходит фагоцитоз, развивается
эпителиоидная гранулематозная реакция, иногда
тромбоз кровеносных сосудов.
Микозы, особенно оппортунистические, часто
развиваются после длительной антибактериальной
терапии и при иммунодефицитах. Они
сопровождаются развитием гиперчувствительности
замедленного типа. Возможно развитие
аллергических заболеваний после респираторной
сенсибилизации фрагментами условно-патогенных
грибов родов Aspergillus, penicillium, Mucor, Fusarium и др.
Противопротозойный
иммунитет. Антитела (IgM, IgG) против
простейших действуют на внеклеточные формы
паразитов. Часто иммунитет является
стадиоспецифическим, т.е. против различных форм,
стадий развития паразита появляются
соответствующие антитела. Паразит, имеющий
различные стадии развития в организме (например, плазмодии малярии), как бы
“ускользает”, отклоняется от ранее
образовавшихся антител. Фагоцитоз может быть
незавершенным, например, при лейшманиозах.
Выявление гиперчувствительности замедленного
типа используют при диагностике токсоплазмоза, лейшманиоза и некоторых
других протозойных инфекций.
Противоопухолевый
иммунитет основан на Th1-зависимом клеточном иммунном ответе,
активирующем цитотоксические T-лимфоциты,
макрофаги и NK-клетки.
Особенности противовирусного, противогрибкового,
противоопухолевого, трансплантационного иммунитета.
Противовирусный иммунитет. Основой противовирусного
иммунитета является клеточный иммунитет. Клетки-мишени, инфицированные
вирусом, уничтожаются цитотоксическими лимфоцитами, а также NK-клетками и
фагоцитами, взаимодействующими с Fc-фрагментами антител, прикрепленных к
вирусспецифическим белкам инфицированной клетки. Противовирусные антитела
способны нейтрализовать только внеклеточно расположенные вирусы, как и факторы
неспецифического иммунитета — сывороточные противовирусные ингибиторы. Такие
вирусы, окруженные и блокированные белками организма, поглощаются фагоцитами
или выводятся с мочой, потом и др. (так называемый «выделительный иммунитет»).
Интерфероны усиливают противовирусную резистентность, индуцируя в клетках
синтез ферментов, подавляющих образование нуклеиновых кислот и белков вирусов.
Кроме этого, интерфероны оказывают иммуномодулирующее действие, усиливают в
клетках экспрессию антигенов главного комплекса гистосовместимости (МНС).
Противовирусная защита слизистых оболочек обусловлена секреторными IgA, которые, взаимодействуя с вирусами, препятствуют их
адгезии на эпителиоцитах.
Противогрибковый иммунитет. Антитела (IgM, IgG) при микозах
выявляются в низких титрах. Основой противогрибкового иммунитета является
клеточный иммунитет. В тканях происходит фагоцитоз, развивается эпителиоидная
гранулематозная реакция, иногда тромбоз кровеносных сосудов. Микозы, особенно
оппортунистические, часто развиваются после длительной антибактериальной
терапии и при иммунодефицитах. Они сопровождаются развитием
гиперчувствительности замедленного типа. Возможно развитие аллергических заболеваний после
респираторной сенсибилизации фрагментами условно-патогенных грибов родов Aspergillus, Penicillium, Mucor, Fusarium и др.Антигены
грибов имеют относительно низкую иммуногенность: они практически не индуцируют
антителообразование (титры специфических антител остаются низкими), но
стимулируют клеточное звено иммунитета — активированные макрофаги, которые
осуществляют антителозависимую клеточноопосредованную цит о токсичность г
рибов. Активированные макрофаги продуцируют перекисные и N0’—ион-радикалы
и ферменты,
которьК поражают мембрану клетки на расстоянии или
после фагоцитирования. Первичное распознавание чужеродных клеток происходит при
помощи FcR по антителам, которые связались с поверхностными антигенами
клеток-мишеней. При микозах наблюдается аллергизация макроорганизма. Кожные и
глубокие микозы сопровождаются, как правило, ГЗТ. Грибковые поражения слизистых
дыхательных и мочеполовых путей вызывают аллергизацию по типу ГНТ (реакция I
типа). Напряженность противогрибкового иммунитета оценивается по результатам
кожно-аллергических проб с грибковыми аллергенами.
Трансплантационным
иммунитетом — иммунную реакцию
макроорганизма, направленную против пересаженной в него чужеродной ткани
(трансплантата). Иммунная реакция на чужеродные клетки и ткани обусловлена чем,
что в их составе содержатся генетически чужеродные для организма антигены-
гистосовместимости, наиболее полно представлены на ЦПМ клеток. Реакция
отторжения не возникает лишь у однояйцовых близнецов. Выраженность реакции от
степени чужеродности, объема трансплант ируемою материала и состояния
иммунореактивност и реципиента. Основным фактором клеточного
трансплантационного иммунитета являются Т-киллеры. После сенсибилизации
антигенами донора мигрируют в ткани трансплантата и оказывают на них
антителонезависимую клеточноопосредованную цитотоксичность.Специфические
антитела, которые образуются на чужеродные антигены (гемагглютинины,
гемолизины, лейкотоксины, цитогоксины), имеют важное значение в формировании
трансплантационного иммунитета. Они запускают ан тителоопосредованный ци толиз
трансплантата (комплемен-опосредованный и антителозависимая
клеточноопосредован- ная цитотоксичность).
Механизм отторжения. В первой фазе вокруг трансплантата и сосудов
наблюдается скопление иммунокомпетентных клеток (лимфоидная инфильтрация), в
том числе Т- киллеров. Во второй фазе происходит деструкция клеток
трансплантата Т-киллерами, активируются макрофагапьное звено, естественные
киллеры, специфический антителогенез. Возникает иммунное воспатение, тромбоз кровеносных
сосудов, нарушается питание трансплантата и происходит его гибель. Разрушенные
ткани утилизируются фагоцитами.-В процессе реакции отторжения формируется клон
Т- и B-клеток иммунной памяти. Повторная попытка пересадки тех же органов и
тканей вызывает вторичный иммунный ответ, который протекае т очень бурно и
быстро заканчивае тся отторжением трансплантата. С клинической точки зрения
выделяют ос трое, сверхострое и отсроченное отторжение трансплантата.
Различаются они по времени реализации реакции и отдельным механизмам. Острое
отторжение — это «нормальная» реакция иммунной системы по механизму
первичного ответа, которая развивается в течение первых недель или месяцев
после трансплантации в отсутствие иммуносупрессивной терапии. В ее основе лежит
комплекс всевозможных цитолитических реакций, как с участием антител, так и
независимых от них.
Отсроченное
отторжение имеет тот же механизм, что
и острое. Возникает через несколько лет после операции у пациентов, получавших
иммуносупрессивную терапию. Сверхострое отторжение, или криз
отторжения, развивается в течение первых суток после трансплантации у
пациентов, сенсибилизированных к антигенам донора, по механизму вторичного
иммунного ответа. Основу составляет антительная реакция: специфические антитела
связываются с антигенами эндотелия сосудов трансплантата и поражают клетки,
активируя систему комплемента по классическому пути. Параллельно инициируется
иммунное воспаление и свертывающая система крови. Быстрый тромбоз сосудов
трансплан тата вызывает его острую ишемию и ускоряет некрогизацию пересаженных
тканей.
Иммунитет
противоопухолевый. Мутантиые клетки возникают в результате нелетального действия химических,
физических и биологических канцерогенов Мутантные клетки отличаются от
нормальных метаболическими процессами и антигенным составом, имеют измененные
антигены гистосовместимости.Они активируют гуморальное и клеточное звенья
иммунитета, осуществляющие надзорную функцию. Важную роль в этом процессе
играют специфические антитела (запускают комплемент-опосредованную реакцию и
антителозависимую клеточно-опос- редованную цитотоксичность) и Т-киллеры,
осуществляющие антителонезависимую клеточноопосредованную цитотоксичность.
Противоопухолевый
иммунитет имеет свои особенности,
связанные с низкой иммуногенностью раковых клеток. Эти клетки практически не
отличаются от нормальных, интактных морфологических элементов собственного
организма. Специфический антигенный «репертуар» опухолевых клеток также
скуден. В число опухольассоциированных антигенов входит группа раково-
эмбриональных антигенов, продукты онкогенов, некоторые вирусные антигены и
гиперэкспрессируемые нормальные белки. Слабому иммунологическому распознаванию
опухолевых клеток способствует отсутствие воспалительной реакции в месте
онкогенеза, а также их иммуносупрессивная активность — биосинтез ряда
«негативных» цитокинов, а также экранирование раковых клеток противоопухолевыми
антителами.
Механизм
основную роль в нем играют активированные макрофаги; определенное значение
имеют также естественные киллеры. Защитная функция гуморального иммунитета во
многом спорная — специфические антитела могут экранировать антигены опухолевых
клеток, не вызывая их цитолиза.
Вместе с тем, в последнее время
получила распространение иммунодиагностика рака основана на определении
раково-эмбриональных антигенов и опухоль-ассоциированных
• Противобактериальный • Противовирусный •
• При паразитных болезнях • Возрастные особенности у детей •
• В пожилом и старческом возрасте •
Противовирусный иммунитет. Отличие противовирусного И. от других видов И. (против бактерий, простейших, грибков и т.д.) связано со своеобразием структуры и размножения вирусов, особенностями патогенеза вирусных инфекций. Видовой противовирусный И. обусловлен отсутствием у клеток данного вида организмов рецепторов для прикрепления (адсорбции) соответствующих вирусов или их неспособностью репродуцироваться после проникновения в клетку, наличием неспецифических ингибиторов и нуклеаз в сыворотке крови, множеством других факторов. Немаловажную роль в защите от вирусов играет воспалительная реакция, направленная на ограничение распространения вирусов в организме и фиксацию их в воротах инфекции. При этом помимо клеток крови (макрофагов, естественных киллеров) противовирусный эффект оказывают такие универсальные реакции на внедрение вирусов, как общее или локальное повышение температуры и увеличение кислотности среды.
Приобретенный противовирусный И. формируется в результате перенесенного заболевания или иммунизации организма с помощью вакцин. Он определяется сочетанием специфических факторов (иммуноглобулинов, В- и Т-лимфоцитов) и факторов неспецифической (естественной) резистентности (воспалительной реакции, интерферонов, противовирусных ингибиторов, естественных киллеров, макрофагов и др.). Так, термолабильные сывороточные b-ингибиторы (b-липопротеины) обладают инактивирующим действием против широкого круга вирусов. Уровень содержания в сыворотке этих ингибиторов взаимосвязан с резистентностью организма к вирусному заражению. У новорожденных и детей первого года жизни он низок, чем в известной степени восприимчивость объясняется к вирусам.
Та же закономерность характерна для интерферонов — важнейших факторов неспецифической резистентности. Практически все вирусы обусловливают выработку интерферонов, их образование является одной из первых защитных реакций организма на внедрение вирусов. Интерфероны в отличие от антител подавляют внутриклеточные этапы репродукции вирусов в зараженных клетках и обеспечивают невосприимчивость к вирусам окружающих здоровых клеток. Попадая из ворот инфекции в кровь, интерфероны распределяются по организму, предотвращая последующую диссеминацию вирусов.
Таким образом, факторы неспецифической резистентности в сочетании с медиаторами воспаления способны разрушать инфицированные вирусами клетки. Если этого не происходит и вирусы размножаются, наступает вторая (специфическая) стадия противовирусного И., связанная с продукцией вируснейтрализующих антител В-лимфоцитами и активацией регуляторных Т-лимфоцитов (Т-хелперов, Т-супрессоров, цитотоксических лимфоцитов), а также обширного круга Т-лимфоцитов — эффекторов лимфоцитарно-моноцитарного ряда. Интенсивность противовирусного И. определяется сложной системой межклеточных и медиаторных отношений, меняющейся в зависимости от индивидуального иммунного статуса человека и особенностей конкретного возбудителя.
При острых (явных) инфекциях (гриппе, полиомиелите и др.) вскоре после контакта вирусов с клетками начинается разрушение последних. В этих случаях болезнь развивается быстро. При латентных (хронических, дремлющих, медленных инфекциях) вирусы могут оставаться в клетках неопределенно долгое время, не оказывая характерного повреждающего действия. Одним из механизмов такой персистенции может быть интеграция или встраивание генетическою материала (ДНК, РНК) вирусов в геном клетки. Под влиянием провоцирующих факторов (охлаждение, воздействие ионизирующего излучения, стрессы и др.) скрытая бессимптомная инфекция переходит в явное заболевание. Между этими двумя крайними видами взаимодействия вирусов с клетками существует множество переходных форм.
Наблюдается широкая индивидуальная вариабельность и способности организма к иммунному ответу. Уровень специфической и неспецифической резистентности помимо возможных врожденных дефектов определяется множеством других факторов (возраст, стрессы, питание, суточный биоритм, время года и т.д.). В отдельных случаях вирусы несколько видоизменяются и т.о. избегают нейтрализующего действия антител и других специфических механизмов иммунной защиты. Это явление, называемое антигенным дрейфом, особенно хорошо изучено в отношении вируса гриппа. В большинстве случаев основная роль в развитии противовирусного И. принадлежит регуляторным Т-лимфоцитам, осуществляющим контроль за антителообразующими В-лимфоцитами и эффекторными Т-лимфоцитами. Способность многих вирусов размножаться и разрушать клетки иммунной системы или подавлять их функции приводит к иммуносупрессии и может способствовать переходу острой инфекции в хроническую форму. Так, поражение вирусами макрофагов вызывает подавление их антигенпрезенттирующей функции и приостанавливает дальнейший иммунный ответ; взаимодействие вирусов с антигенными детерминантами главного комплекса гистосовместимости изменяет клеточные мембраны и вызывает дефектность цитотоксических микроцитов; заражение В-лимфоцитов вирусами герпеса может вызвать их поликлональную активацию и резкое увеличение числа инфицированных клеток. Другим результатом поликлональной стимуляции В-лимфоцитов является образование полиспецифических иммуноглобулинов классов G и М, которые могут взаимодействовать с клетками и тканями внутренних органов и провоцировать развитие аутоиммунного процесса. Наконец, поражение вирусами делящихся Т-хелперов при ВИЧ-инфекции резко снижает, вплоть до полного выключения, иммунную защиту. Более того, вирусы могут подавлять образование лимфокинов и тем самым нарушать нормальное функционирование иммунной системы.
Повышение невосприимчивости к вирусным инфекциям достигается вакцинацией, использованием интерферонов и их индукторов, иммуномодуляторов, с помощью различных химиопрепаратов. Исторически первым и надежным способом, приводящим к активации иммунитета, является вакцинация. Продолжительность противовирусного И. при вакцинации широко варьирует Наиболее длительную защиту обеспечивают вакцины против кори и желтой лихорадки (более 15 лет, возможно, пожизненно); эффект вакцин против полиомиелита, краснухи и эпидемического паротита сохраняется 5—8 лет, меньше длительность И. при гриппе (1—2 года). Однако возможности противовирусной вакцинации не беспредельны, т.к. большое число прививок может вести к развитию аллергических реакций, а при заболеваниях, вызываемых множеством вирусов (например, причиной острых респираторных заболеваний являются около 150 вирусов различных таксономических групп), вакцинация не дает желаемого эффекта. В этих случаях на первое место выдвигаются способы повышения неспецифической резистентности.
Интерфероны, иммуномодуляторы и химиопрепараты, не обладающие узкой специфичностью вакцин, можно использовать в тех случаях, когда вакцины отсутствуют или их применять поздно (заражение уже произошло). Как правило, эффект лечения тем выше, чем раньше оно начато, поэтому перечисленные препараты следует вводить при появлении первых признаков вирусного заболевания (в 1—2-й дни болезни). Интерфероны, их индукторы и иммуномодуляторы оказывают выраженное активирующее влияние на систему И., принимая участие практически во всех его реакциях; они могут увеличивать образование антител, стимулировать фагоцитоз, усиливать цитотоксическую активность лимфоцитов, подавлять гиперчувствительность замедленного типа, влиять на процессы реализации иммунологической памяти.
• Противобактериальный • Противовирусный •
• При паразитных болезнях • Возрастные особенности у детей •
• В пожилом и старческом возрасте •
Об Иммунитете
Источник: «Малая медицинская энциклопедия»