В биологии иммунитет — это состояние невосприимчивости или устойчивости к вредному агенту или процессу, особенно к патогену или инфекционному заболеванию . Иммунитет может возникнуть естественным путем или возникнуть в результате предварительного контакта или иммунизации .
Иммунная система имеет врожденный и адаптивный компоненты. Врожденный иммунитет присутствует у всех многоклеточных животных , [1] иммунные реакции: воспалительные реакции и фагоцитоз . [2] Адаптивный компонент, с другой стороны, включает в себя более развитые лимфатические клетки, которые могут различать определенные «чужие» вещества в присутствии «собственных». Реакция на чужеродные вещества этимологически описывается как воспаление , а отсутствие реакции на собственные вещества - как иммунитет. Два компонента иммунной системы создают динамическую биологическую среду, в которой «здоровье» можно рассматривать как физическое состояние, в котором личность иммунологически щадится, а чужеродное устраняется воспалительным и иммунологическим путем. «Болезнь» может возникнуть, когда не удается устранить чужое или не пощадить свое. [3]
Врожденный иммунитет, также известный как нативный иммунитет, представляет собой полуспецифическую и широко распространенную форму иммунитета. Он определяется как первая линия защиты от патогенов, представляющая собой критический системный ответ для предотвращения инфекции и поддержания гомеостаза, способствующий активации адаптивного иммунного ответа. [4] Он не адаптируется к конкретному внешнему раздражителю или предшествующей инфекции, а опирается на генетически закодированное распознавание определенных закономерностей. [5]
Адаптивный или приобретенный иммунитет является активным компонентом иммунного ответа хозяина, опосредованным антигенспецифическими лимфоцитами . В отличие от врожденного иммунитета приобретенный иммунитет обладает высокой специфичностью к конкретному возбудителю, в том числе с развитием иммунологической памяти . [6] Как и врожденная система, приобретенная система включает в себя как компоненты гуморального иммунитета, так и компоненты клеточно-опосредованного иммунитета. [ нужна цитата ]
Адаптивный иммунитет можно приобрести либо «естественным путем» (путем заражения), либо «искусственно» (посредством преднамеренных действий , таких как вакцинация). Адаптивный иммунитет также можно разделить на «активный» и «пассивный». Активный иммунитет приобретается в результате воздействия возбудителя, который запускает выработку антител иммунной системой. [7] Пассивный иммунитет приобретается путем переноса антител или активированных Т-клеток, полученных от иммунного хозяина, искусственно или через плаценту; он недолговечен и требует повторных доз для сохранения иммунитета.
На диаграмме ниже суммированы эти подразделения иммунитета. Адаптивный иммунитет распознает более разнообразные закономерности. В отличие от врожденного иммунитета он связан с памятью о возбудителе. [5]
На протяжении тысячелетий человечество интересовалось причинами болезней и концепцией иммунитета. Доисторическая точка зрения заключалась в том, что болезнь была вызвана сверхъестественными силами и что болезнь была формой теургического наказания за «плохие дела» или «злые мысли», посеянные в душе богами или врагами. [8] Во времена классической Греции, Гиппократ , который считается отцом медицины, болезни приписывались изменению или дисбалансу в одной из четырех жидкостей (крови, слизи, желтой желчи или черной желчи). [9] Первое письменное описание концепции иммунитета, возможно, было сделано афинянином Фукидидом , который в 430 г. до н. э. описал, что, когда чума поразила Афины : «о больных и умирающих заботилась сострадательная забота тех, кто выздоровели, потому что знали течение болезни и сами были свободны от опасений. Ибо ни на кого никогда не нападали вторично или без смертельного исхода». [10]
Активная иммунотерапия, возможно, началась с Митридата VI Понтийского (120–63 гг. до н.э.) [11] , который для индукции активного иммунитета к змеиному яду рекомендовал использовать метод, аналогичный современной терапии токсоидной сывороткой , путем питья крови животных, питавшихся ядовитыми ядами. змеи. [11] Считается, что он предположил, что эти животные приобрели некоторые детоксикационные свойства, так что их кровь будет содержать трансформированные компоненты змеиного яда, которые могут вызывать устойчивость к нему, а не оказывать токсическое воздействие. Митридат рассудил, что, выпив кровь этих животных, он сможет приобрести подобную устойчивость. [11] Опасаясь убийства с помощью яда, он ежедневно принимал сублетальные дозы яда, чтобы выработать толерантность. Говорят также, что он стремился создать «универсальное противоядие», которое защитило бы его от всех ядов. [9] [12] На протяжении почти 2000 лет считалось, что яды являются непосредственной причиной болезней, а в эпоху Возрождения для лечения отравлений использовалась сложная смесь ингредиентов, называемая Митридат . [13] [9] Обновленная версия этого лекарства, Theriacum Andromachi , использовалась еще в 19 веке. Термин «иммунитет» также встречается в эпической поэме « Фарсалия », написанной около 60 г. до н.э. поэтом Марком Аннеем Луканом и описывающей устойчивость североафриканского племени к змеиному яду . [9]
Первым клиническим описанием иммунитета, возникшего от конкретного болезнетворного организма, вероятно, является « Трактат о оспе и кори » («Китаб фи аль-джадари ва-аль-хасбах», перевод 1848 г. [14] [15] ), написанный исламским ученым. врач Ар-Рази в 9 веке. В трактате Аль Рази описывает клиническую картину оспы и кори и далее указывает, что воздействие этих специфических агентов обеспечивает стойкий иммунитет (хотя он не использует этот термин) [9] .
До 19 века теория миазмов также была широко распространена. Теория рассматривала такие заболевания, как холера или черная чума , как вызванные миазмами, ядовитой формой «плохого воздуха». [8] Если кто-то подвергся воздействию миазмов на болоте, в вечернем воздухе или вдыхал воздух в палате больного или больничной палате, он мог заразиться. С XIX века инфекционные заболевания стали рассматривать как вызываемые микробами/микробами.
Современное слово «иммунитет» происходит от латинского immunis, что означает освобождение от военной службы, налоговых платежей или других государственных услуг. [10]
Первым ученым, разработавшим полную теорию иммунитета, был Илья Мечников [16] , открывший фагоцитоз в 1882 году. Благодаря микробной теории болезней Луи Пастера молодая наука иммунология начала объяснять, как бактерии вызывают заболевания и как после заражения , организм человека приобрел способность противостоять дальнейшим инфекциям. [10]
В 1888 году Эмиль Ру и Александр Йерсен выделили дифтерийный токсин , а после открытия в 1890 году Берингом и Китасато основанного на антитоксине иммунитета к дифтерии и столбняку этот антитоксин стал первым крупным успехом современной терапевтической иммунологии. [9]
В Европе индукция активного иммунитета возникла в попытке сдержать оспу . Иммунизация существовала в различных формах, по крайней мере, тысячу лет без терминологии. [10] Самое раннее использование иммунизации неизвестно, но около 1000 года нашей эры китайцы начали практиковать форму иммунизации путем высушивания и вдыхания порошков, полученных из корок поражений оспой. [10] Примерно в 15 веке в Индии , Османской империи и Восточной Африке практика прививки (протыкание кожи порошкообразным материалом, полученным из корок оспы) была довольно распространена. [10] Эта практика была впервые введена на Западе в 1721 году леди Мэри Уортли Монтегю [10] [фраза «впервые введенная на Западе в 1721 году леди Монтегю» совершенно неточна и ее следует перевести как «впервые пропагандируемая на Западе». , леди Монтегю, в 1721 году». Потому что, как вы можете прочитать здесь https://en.wikipedia.org/wiki/Immunity_(medical)/Variolation , процедура уже была известна в Уэльсе: «Этот метод впервые использовался в Китае, Индии, некоторых частях Африки и на Ближнем Востоке, прежде чем он был завезена в Англию и Северную Америку в 1720-х годах, несмотря на некоторую оппозицию. Однако в Уэльсе о прививке сообщалось с начала 17 века »]. В 1798 году Эдвард Дженнер представил гораздо более безопасный метод преднамеренного заражения вирусом коровьей оспы ( вакцина против оспы ), которая вызывала легкую инфекцию, которая также вызывала иммунитет к оспе. К 1800 году эта процедура стала называться вакцинацией . Во избежание путаницы прививку от оспы все чаще стали называть вариоляцией , и стало обычной практикой использовать этот термин без учета хронологии. Успех и всеобщее признание процедуры Дженнера позже определили общий характер вакцинации, разработанной Пастером и другими к концу XIX века. [9] В 1891 году Пастер расширил определение вакцины в честь Дженнера, и тогда стало необходимым уточнить этот термин, указав на вакцину против полиомиелита , вакцину против кори и т. д .
Пассивный иммунитет – это иммунитет, приобретаемый путем передачи готовых антител от одного человека к другому. Пассивный иммунитет может возникать естественным путем, например, когда материнские антитела передаются плоду через плаценту, а также может быть индуцирован искусственно, когда высокие уровни человеческих ( или лошадиных ) антител, специфичных к патогену или токсину , передаются неиммунным индивидуумам . . Пассивная иммунизация применяется при высоком риске заражения и недостаточности времени для выработки организмом собственного иммунного ответа или для уменьшения симптомов текущих или иммунодепрессивных заболеваний. [17] Пассивный иммунитет обеспечивает немедленную защиту, однако организм не развивает память, поэтому пациент рискует впоследствии заразиться тем же возбудителем. [18]
Плод естественным образом приобретает пассивный иммунитет от матери во время беременности . Материнский пассивный иммунитет – это иммунитет, опосредованный антителами . Материнские антитела (MatAb) передаются через плаценту плоду с помощью рецептора FcRn на плацентарных клетках. Это происходит примерно на третьем месяце беременности . IgG — единственный изотип антител , который может проходить через плаценту.
Пассивный иммунитет также обеспечивается за счет переноса антител IgA , обнаруженных в грудном молоке , которые передаются в кишечник грудного ребенка, защищая от бактериальных инфекций, пока новорожденный не сможет синтезировать свои антитела. Молозиво , присутствующее в молоке матери, является примером пассивного иммунитета. [18]
Искусственно приобретенный пассивный иммунитет — это кратковременная иммунизация, вызванная переносом антител, которую можно проводить в нескольких формах; в виде плазмы крови человека или животного, в виде объединенного человеческого иммуноглобулина для внутривенного ( ВВИГ ) или внутримышечного (ВИГ) применения, а также в форме моноклональных антител (МАт). Пассивный перенос применяют профилактически при иммунодефицитных заболеваниях, например гипогаммаглобулинемии . [19] Он также используется при лечении некоторых видов острых инфекций и при отравлениях . [17] Иммунитет, полученный в результате пассивной иммунизации, сохраняется лишь в течение короткого периода времени, а также существует потенциальный риск реакций гиперчувствительности и сывороточной болезни , особенно от гамма-глобулина нечеловеческого происхождения. [18]
Искусственная индукция пассивного иммунитета использовалась более века для лечения инфекционных заболеваний и до появления антибиотиков часто была единственным специфическим методом лечения определенных инфекций. Иммуноглобулиновая терапия продолжала оставаться терапией первой линии при лечении тяжелых респираторных заболеваний до 1930-х годов, даже после того, как были введены сульфаниламидные антибиотики. [19]
Пассивная или « адоптивная передача » клеточного иммунитета обеспечивается передачей «сенсибилизированных» или активированных Т-клеток от одного человека к другому. Он редко используется у людей, поскольку для этого требуются гистосовместимые (подходящие) доноры, которых часто трудно найти. У неподходящих доноров этот тип переноса несет в себе серьезный риск развития реакции «трансплантат против хозяина» . [17] Однако его использовали для лечения некоторых заболеваний, включая некоторые виды рака и иммунодефицита . Этот тип переноса отличается от трансплантации костного мозга , при которой передаются (недифференцированные) гемопоэтические стволовые клетки . [ нужна цитата ]
Когда В-клетки и Т-клетки активируются патогеном, развиваются В-клетки и Т-клетки памяти, что приводит к первичному иммунному ответу. На протяжении всей жизни животного эти клетки памяти будут «запоминать» каждый встреченный конкретный патоген и могут вызвать сильную вторичную реакцию, если патоген будет обнаружен снова. Первичные и вторичные реакции были впервые описаны в 1921 году английским иммунологом Александром Гленни [20] , хотя механизм их возникновения был открыт лишь позднее. Этот тип иммунитета является одновременно активным и адаптивным, поскольку иммунная система организма готовится к будущим вызовам. Активный иммунитет часто включает как клеточно-опосредованный, так и гуморальный аспекты иммунитета, а также влияние врожденной иммунной системы .
Приобретенный естественным путем активный иммунитет возникает в результате инфекции. Когда человек подвергается воздействию живого патогена и у него развивается первичный иммунный ответ , это приводит к иммунологической памяти. [17] На формирование активного иммунитета могут влиять многие нарушения функции иммунной системы, например, иммунодефицит [21] (как приобретенные, так и врожденные формы) и иммуносупрессия .
Искусственно приобретенный активный иммунитет можно вызвать с помощью вакцины — вещества, содержащего антиген. Вакцина стимулирует первичный ответ на антиген, не вызывая симптомов заболевания. [17] Термин «вакцинация» был придуман Ричардом Даннингом, коллегой Эдварда Дженнера , и адаптирован Луи Пастером для его новаторской работы в области вакцинации. Метод, который использовал Пастер, заключался в лечении инфекционных агентов этих заболеваний, поэтому они потеряли способность вызывать серьезные заболевания. Пастер принял название «вакцина» как общий термин в честь открытия Дженнера, на котором основывалась работа Пастера.
В 1807 году Бавария стала первой группой, потребовавшей от своих новобранцев вакцинации против оспы, поскольку распространение оспы было связано с боевыми действиями. [22] Впоследствии практика вакцинации будет расширяться с распространением войны.
Существует четыре типа традиционных вакцин : [23]
Кроме того, используются некоторые новые типы вакцин:
В стадии разработки находятся различные типы вакцин; см. «Экспериментальные типы вакцин» .
Большинство вакцин вводятся путем подкожных или внутримышечных инъекций, поскольку они не всасываются надежно через кишечник. Живые аттенуированные вакцины против полиомиелита , а также некоторые вакцины против брюшного тифа и холеры вводятся перорально для выработки иммунитета в кишечнике .
Гибридный иммунитет представляет собой сочетание естественного иммунитета и искусственного иммунитета. Исследования людей с гибридным иммунитетом показали, что их кровь лучше нейтрализует бета-версию и другие варианты SARS-CoV-2 , чем никогда не инфицированные, вакцинированные люди. [30] Более того, 29 октября 2021 года Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) пришли к выводу, что «множественные исследования в разных условиях неизменно показывают, что заражение SARS-CoV-2 и вакцинация приводят к низкому риску последующего заражения». с антигенно сходными вариантами в течение не менее 6 мес.Многочисленные иммунологические исследования и растущее число эпидемиологических исследований показали, что вакцинация ранее инфицированных лиц значительно усиливает их иммунный ответ и эффективно снижает риск последующего заражения, в том числе в условиях повышенной циркуляции более инфекционные варианты...» [31]