Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В биологии иммунитет - это способность многоклеточных организмов противостоять вредным микроорганизмам . Иммунитет включает как специфические, так и неспецифические компоненты. Неспецифические компоненты действуют как барьеры или элиминаторы для широкого спектра патогенов, независимо от их антигенного состава. Другие компоненты иммунной системы приспосабливаются к каждому новому заболеванию и могут создавать иммунитет, специфичный для патогенов.

Иммунитет можно определить как сложную биологическую систему, наделенную способностью распознавать и терпеть все, что принадлежит «я», а также распознавать и отвергать то, что является чужеродным (не «я»). [1]

Врожденное и адаптивное [ править ]

Схема рецептора Fc

Система иммунитета имеет два компонента: врожденные и адаптивный иммунитет . Врожденный иммунитет присутствует во всех многоклеточных , [2] в то время как адаптивный иммунитет происходит только в позвоночных .

Врожденная система основана на распознавании определенных чужеродных молекул для стимуляции двух типов врожденных иммунных ответов: воспалительных реакций и фагоцитоза . [3] Адаптивная система, с другой стороны, состоит из более продвинутых лимфатических клеток, которые запрограммированы, чтобы различать определенные «чужие» вещества в присутствии «я». Реакция на инородные вещества этимологически описывается как воспаление , что означает поджог . Отсутствие реакции на собственные вещества описывается как иммунитет, то есть освобождение от ответственности.. Эти два компонента иммунной системы создают динамическую биологическую среду, в которой «здоровье» можно рассматривать как физическое состояние, при котором личность защищена иммунологически, а чужеродное уничтожается воспалительно и иммунологически. «Болезнь» может возникнуть, когда то, что чужеродно, не может быть устранено или то, что является собственным, не щадится. [4]

Врожденный иммунитет, также известный как врожденный иммунитет, является полуспецифической и широко распространенной формой иммунитета. Он определяется как первая линия защиты от патогенов, представляющая критический системный ответ для предотвращения инфекции и поддержания гомеостаза, способствуя активации адаптивного иммунного ответа. [5] Он не адаптируется к конкретному внешнему стимулу или предшествующей инфекции, но полагается на генетически закодированное распознавание определенных паттернов. [6]

Адаптивный или приобретенный иммунитет - это активный компонент иммунного ответа хозяина, опосредованный антиген-специфическими лимфоцитами . В отличие от врожденного иммунитета, приобретенный иммунитет высокоспецифичен к определенному патогену, включая развитие иммунологической памяти . [7] Подобно врожденной системе, приобретенная система включает как компоненты гуморального иммунитета, так и компоненты клеточно-опосредованного иммунитета.

Адаптивный иммунитет может быть приобретен либо «естественным» (путем инфицирования), либо «искусственно» (посредством преднамеренных действий, таких как вакцинация). Адаптивный иммунитет также можно разделить на «активный» или «пассивный». Активный иммунитет приобретается в результате воздействия патогена, который запускает выработку антител иммунной системой. [8] Пассивный иммунитет приобретается путем передачи антител или активированных Т-клеток, полученных от иммунного хозяина либо искусственно, либо через плаценту; это недолговечный, требующий бустерных доз для сохранения иммунитета.

На диаграмме ниже представлены эти категории иммунитета. Адаптивный иммунитет распознает более разнообразные паттерны. В отличие от врожденного иммунитета он связан с памятью о возбудителе. [6]

Иммунитет.png

История теорий [ править ]

Изображение эпидемии холеры девятнадцатого века.

Концепция иммунитета интересовала человечество на протяжении тысяч лет. Доисторический взгляд на болезнь заключался в том, что ее вызывали сверхъестественные силы, и эта болезнь была формой теургического наказания за «плохие дела» или «злые мысли», нанесенные душе богами или врагами. [9] Между временами Гиппократа и 19-м веком, когда были заложены основы научных методов, болезни приписывались изменению или дисбалансу одного из четырех жидкостей (кровь, мокрота, желтая желчь или черная желчь). [10] Также популярной в то время до того, как стало известно, что инфекционные болезни происходят от микробов / микробов, была теория миазмов , которая утверждала, что такие болезни, какхолера или Черная чума были вызваны миазмами, ядовитой формой «плохого воздуха». [9] Если кто-то подвергся воздействию миазмов на болоте, на вечернем воздухе или вдыхал воздух в палате больного или больничной палате, он мог заразиться.

Современное слово «иммунитет» происходит от латинского « иммунитет», что означает освобождение от военной службы, налоговых платежей или других государственных услуг. [11] Первые письменные описания концепции иммунитета, возможно, были сделаны афинянином Фукидидом, который в 430 г. до н.э. описал, что, когда чума поразила Афины : «больные и умирающие находились под присмотром жалости тех, кто имел выздоровели, потому что они знали течение болезни и сами были свободны от опасений. Потому что ни на кого никогда не нападали вторично, или не со смертельным исходом ". [11] Термин «иммунные» также встречается в эпической поэме « Фарсалия », написанной около 60 г. до н.э.поэт Марк Анней Луканчтобы описать устойчивость североафриканского племени к змеиному яду . [10]

Первым клиническим описанием иммунитета, который возникает из-за конкретного болезнетворного организма, вероятно, является «Трактат о натуральной оспе и кори» («Китаб фи аль-джадари ва-аль-хасбах», перевод 1848 г. [12] [13] ), написанный Исламский врач Аль-Рази в 9 веке. В трактате Аль Рази описывает клинические проявления оспы и кори и далее указывает, что воздействие этих специфических агентов дает прочный иммунитет (хотя он не использует этот термин) [10]. ] Первый ученый , который разработал полную теорию иммунитета Ильи Мечников после того, как он открыл фагоцитоз в 1882. с Луи Пастер «смикробная теория болезней , молодая наука иммунологии, начала объяснять, как бактерии вызывают заболевания и как после заражения человеческий организм приобретает способность противостоять дальнейшим инфекциям. [11]

Луи Пастер в своей лаборатории, 1885 год Альберта Эдельфельта

Рождение активной иммунотерапии могло начаться с Митридата VI Понтийского (120-63 гг. До н.э.). [14] Чтобы вызвать активный иммунитет к змеиному яду, он рекомендовал использовать метод, аналогичный современной терапии сывороткой анатоксина , путем питья крови животных, которые питались ядовитыми змеями. [14] Он, как полагают, предположил, что эти животные приобрели некоторую способность к детоксикации, так что их кровь будет содержать преобразованные компоненты змеиного яда, которые могут вызвать устойчивость к нему, а не оказывать токсическое действие. Митридат рассуждал, что, выпив кровь этих животных, он может приобрести такое же сопротивление. [14]Опасаясь убийства с помощью яда, он ежедневно принимал сублетальные дозы яда, чтобы развить терпимость. Также говорят, что он стремился создать «универсальное противоядие», чтобы защитить себя от всех ядов. [10] [15] В течение почти 2000 лет яды считались непосредственной причиной болезней, а сложная смесь ингредиентов, называемая Митридатом , использовалась для лечения отравлений в эпоху Возрождения . [16] [10] Обновленная версия этого лекарства, Theriacum Andromachi , использовалась еще в 19 веке.

В 1888 году Эмиль Ру и Александр Йерсен выделили токсин дифтерии , а после открытия Берингом и Китасато в 1890 году иммунитета против дифтерии и столбняка на основе антитоксина , антитоксин стал первым крупным успехом современной терапевтической иммунологии. [10]

В Европе индукция активного иммунитета возникла при попытке сдержать оспу . Однако иммунизация существовала в различных формах, по крайней мере, тысячу лет. [11] Самое раннее использование иммунизации неизвестно, однако примерно в 1000 году нашей эры китайцы начали практиковать форму иммунизации путем сушки и вдыхания порошков, полученных из корок пораженных оспой поражений. [11] Примерно в пятнадцатом веке в Индии , Османской империи и Восточной Африке практика прививок (протыкание кожи порошкообразным материалом, полученным из корок оспы) стала довольно распространенной. [11]Впервые эта практика была введена на Запад в 1721 году леди Мэри Уортли Монтегю . [11] В 1798 году Эдвард Дженнер представил гораздо более безопасный метод преднамеренного заражения вирусом коровьей оспы ( вакцина против оспы ), который вызвал легкую инфекцию, которая также вызвала иммунитет к оспе. К 1800 году эта процедура называлась вакцинацией . Чтобы избежать путаницы, прививку от оспы все чаще называют вариоляцией., и стало обычной практикой использовать этот термин без учета хронологии. Успех и всеобщее признание процедуры Дженнера позже повлияли на общий характер вакцинации, разработанной Пастером и другими, к концу XIX века. [10] В 1891 году Пастер расширил определение вакцины в честь Дженнера и затем стало необходимым , чтобы претендовать термин, ссылаясь на вакцины против полиомиелита , кори , вакцины и т.д.

Пассивный [ править ]

Основная статья: Пассивный иммунитет

Пассивный иммунитет - это передача иммунитета в виде готовых антител от одного человека к другому. Пассивный иммунитет может возникать естественным образом, 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 людям. Пассивная иммунизация используется, когда существует высокий риск заражения и недостаточно времени для того, чтобы организм развил собственный иммунный ответ или уменьшил симптомы текущих или иммуносупрессивных заболеваний. [17]Пассивный иммунитет обеспечивает немедленную защиту, но в организме не развивается память, поэтому пациент рискует позже заразиться тем же патогеном. [18]

Естественным путем [ править ]

Материнский пассивный иммунитет - это тип естественного пассивного иммунитета, который относится к опосредованному антителами иммунитету, передаваемому плоду его матерью во время беременности. Материнские антитела (MatAb) передаются через плаценту к 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 передачи антител IgA, обнаруженных в грудном молоке.которые передаются в кишечник младенца, защищая от бактериальных инфекций, пока новорожденный не сможет синтезировать свои антитела. Молозиво, присутствующее в материнском молоке, является примером пассивного иммунитета. [18]

Одна из первых бутылочек с антитоксином от дифтерии (датировано 1895 годом).

Искусственно приобретенный [ править ]

Смотрите также: Временно индуцированный иммунитет

Искусственно приобретенный пассивный иммунитет - это краткосрочная иммунизация, вызванная переносом антител, которые можно вводить в нескольких формах; в виде плазмы крови человека или животных, в виде объединенного иммуноглобулина человека для внутривенного ( ВВИГ ) или внутримышечного (ИГ) применения и в форме моноклональных антител (MAb). Пассивный перенос используется в профилактических целях при иммунодефицитных заболеваниях, таких как гипогаммаглобулинемия . [19] Он также используется при лечении нескольких типов острой инфекции и при отравлениях . [17]Иммунитет, возникающий в результате пассивной иммунизации, сохраняется 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 было единственным специфическим средством лечения определенных инфекций. Иммуноглобулинотерапия продолжала оставаться терапией первой линии в лечении тяжелых респираторных заболеваний до 1930-х годов, даже после того, как были введены сульфонамидные антибиотики. [19]

Перенос активированных Т-клеток [ править ]

Пассивный или « адоптивный перенос » клеточного иммунитета обеспечивается переносом «сенсибилизированных» или активированных Т-клеток от одного человека к другому. Он редко используется у людей, потому что для этого требуются гистосовместимые (согласованные) доноры, которых часто бывает трудно найти. У несравненных доноров этот тип передачи несет серьезный риск реакции трансплантат против хозяина . [17] Однако он использовался для лечения определенных заболеваний, включая некоторые виды рака и иммунодефицит . Этот тип переноса отличается от трансплантата костного мозга , при котором переносятся (недифференцированные) гемопоэтические стволовые клетки .

Активный [ править ]

Дополнительная информация: иммунологическая память
Временной ход иммунного ответа. Из-за формирования иммунологической памяти повторное инфицирование в более поздние моменты времени приводит к быстрому увеличению продукции антител и активности эффекторных Т-клеток. Эти более поздние инфекции могут быть легкими или даже незаметными.

Когда В-клетки и Т-клетки активируются патогеном, развиваются В-клетки и Т-клетки памяти, и возникает первичный иммунный ответ. На протяжении всей жизни животного эти клетки памяти будут «запоминать» каждый встреченный конкретный патоген и могут вызвать сильный вторичный ответ, если патоген будет обнаружен снова. Первичные и вторичные реакции были впервые описаны в 1921 году английским иммунологом Александром Гленни [20], хотя задействованный механизм не был открыт позднее. Этот тип иммунитета является одновременно активным и адаптивным, потому что иммунная система организма готовится к будущим вызовам. Активный иммунитет часто включает как клеточно-опосредованные, так и гуморальные аспекты иммунитета, а также влияние врожденной иммунной системы..

Естественным путем [ править ]

Дополнительная информация: Иммунная система

Естественно приобретенный активный иммунитет возникает, когда человек подвергается воздействию живого патогена и у него развивается первичный иммунный ответ , который приводит к иммунологической памяти. [17] Этот тип иммунитета является «естественным», потому что преднамеренное воздействие не вызывает его. Многие нарушения функции иммунной системы могут влиять на формирование активного иммунитета, такие как иммунодефицит (как приобретенные, так и врожденные формы) и иммуносупрессия .

Искусственно приобретенный [ править ]

Основные статьи: искусственное возбуждение иммунитета и вакцинация
См. Также: Профилактика пандемии § Иммунные подсистемы на основе CRISPR

Искусственно приобретенный активный иммунитет может быть вызван вакциной - веществом, содержащим антиген. Вакцина стимулирует первичный ответ против антигена, не вызывая симптомов болезни. [17] Ричард Даннинг придумал термин «вакцинация», коллега Эдварда Дженнера , и адаптировал его Луи Пастером для своей новаторской работы в области вакцинации. Метод, который использовал Пастер, предполагал лечение инфекционных агентов этих болезней, поэтому они потеряли способность вызывать серьезные заболевания. Пастер принял название вакцина как общий термин в честь открытия Дженнера, на котором основывалась работа Пастера.

Плакат, сделанный до ликвидации оспы в 1979 г., пропагандирующий вакцинацию.

В 1807 году Бавария стала первой группой, которая потребовала, чтобы их новобранцы были вакцинированы от оспы, поскольку распространение оспы было связано с боевыми действиями. [21] Впоследствии практика вакцинации будет увеличиваться с распространением войны.

Есть четыре типа традиционных вакцин : [22]

  • Инактивированные вакцины состоят из микроорганизмов, убитых химическими веществами и / или нагреванием и больше не заразных. Примерами могут служить вакцины против гриппа , холеры , чумы и гепатита А . Большинство вакцин этого типа, вероятно, потребуют повторных инъекций.
  • Живые аттенуированные вакцины состоят из микроорганизмов, культивированных в условиях, лишающих их способности вызывать заболевание. Эти реакции более продолжительны, однако они могут потребовать дополнительных выстрелов. Примеры включают желтую лихорадку , корь , краснуху и эпидемический паротит .
  • Токсоиды - это инактивированные токсичные соединения микроорганизмов в тех случаях, когда они (а не сам микроорганизм) вызывают заболевание, применяемые до контакта с токсином микроорганизма. Примеры вакцин на основе токсоидов включают столбняк и дифтерию .
  • Субъединичные , рекомбинантные , полисахаридные и конъюгированные вакцины состоят из небольших фрагментов или кусочков патогенного (вызывающего болезнь) организма. [23] Характерным примером является субъединицей вакцины против вируса гепатита .

Две будущие прививки:

  • ДНК-вакцины: ДНК-вакцины состоят из ДНК, кодирующих белковые антигены патогена. Эти вакцины недороги, относительно просты в изготовлении и вырабатывают стойкий долгосрочный иммунитет. [23]
  • Рекомбинантные векторные вакцины (вакцины на основе платформы ): эти вакцины представляют собой безвредные живые вирусы, которые кодируют один / или несколько антигенов из патогенного организма. Они широко используются в ветеринарии. [23] [24] [25]

Большинство вакцин вводится подкожно или внутримышечно, поскольку они не всасываются надежно через кишечник. Живые аттенуированные вакцины против полиомиелита и некоторые вакцины против брюшного тифа и холеры вводятся перорально для выработки иммунитета, основанного на кишечнике .

См. Также [ править ]

  • Антисыворотка
  • Противоядие
  • Клеточный иммунитет
  • Коллективный иммунитет
  • Гетероподтипный иммунитет
  • Эффект Хоскинса
  • Гуморальный иммунитет
  • Иммунология
  • Прививка
  • Преждевременность
  • Вакцина-наивный

Ссылки [ править ]

  1. ^ Энциклопедия биомедицинской инженерии . Амстердам. ISBN 9780128051443.
  2. ^ «Молекулы, клетки и ткани иммунитета». Справочник по иммунологии : 1–15. 1 января 2004 г. doi : 10.1016 / B978-012198382-6 / 50025-X . ISBN 9780121983826.
  3. ^ Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж. И др. Молекулярная биология клетки. 4-е издание. Нью-Йорк: наука о гирляндах; 2002. Врожденный иммунитет. Доступно по ссылке : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26846/
  4. ^ Turvey SE, Бройде DH (февраль 2010). «Врожденный иммунитет» . Журнал аллергии и клинической иммунологии . 125 (2 доп. 2): С24-32. DOI : 10.1016 / j.jaci.2009.07.016 . PMC 2832725 . PMID 19932920 .  
  5. ^ Риера Ромо, М .; Pérez-Martínez, D .; Кастильо Феррер, К. (2016). «Врожденный иммунитет позвоночных: обзор» . Иммунология . 146 (2): 125–139. DOI : 10.1111 / imm.12597 . PMC 4863567 . PMID 26878338 .  
  6. ^ a b Акира С., Уэмацу С., Такеучи О. (февраль 2006 г.). «Распознавание патогенов и врожденный иммунитет» . Cell . 124 (4): 783–801. DOI : 10.1016 / j.cell.2006.02.015 . PMID 16497588 . S2CID 14357403 .  
  7. ^ Джейнвей CA младший, Трэверс П., Уолпорт М. и др. Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях. 5-е издание. Нью-Йорк: наука о гирляндах; 2001. Глоссарий. Доступно по адресу : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10759/
  8. ^ "Типы иммунитета" . cdc.gov . Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC).
  9. ^ a b Lindquester GJ (весна 2006 г.). «Введение в историю болезней» . Болезни и иммунитет . Родосский колледж. Архивировано из оригинала на 2006-07-21.
  10. ^ Б с д е е г Silverstein AM (1989). История иммунологии (в твердом переплете) . Academic Press - через Amazon.com.
  11. ^ a b c d e f g Герарди Э. "Концепция иммунитета. История и применение" . Курс иммунологии медицинского факультета . Университет Павии. Архивировано из оригинала на 2007-01-02.
  12. ^ Рази, Абу Бакр Мухаммад ибн Закария (1848). Трактат о кори и оспе . Общество Сиденхэма.
  13. ↑ «Ар-Рази». 2003 Колумбийская электронная энциклопедия, шестое издание. Columbia University Press (с сайта Answers.com, 2006 г.)
  14. ^ a b c Жан Тардье де Малейсье (1991). {Histoire du Poison } [ История яда ] (на французском языке). Париж: Франсуа Бурин. ISBN 2-87686-082-1.
  15. ^ Мэр, Адриенн (2019). «Митридат Понтийский и его универсальное противоядие». Токсикология в древности : 161–174. DOI : 10.1016 / B978-0-12-815339-0.00011-1 . ISBN 9780128153390.
  16. Перейти ↑ Chambers, Ephraim (1728). «Митридат». История науки: Cyclopædia . Лондон. п. 561 . Дата обращения 4 октября 2020 .
  17. ^ a b c d e "Он-лайн учебник по микробиологии и иммунологии" . Медицинская школа USC.
  18. ^ a b c Джейнвей С. , Трэверс П., Уолпорт М., Шломчик М. (2001). Иммунобиология (Пятое изд.). Нью-Йорк и Лондон: Наука о гирляндах. ISBN 978-0-8153-4101-7..
  19. ^ a b Keller MA, Stiehm ER (октябрь 2000 г.). «Пассивный иммунитет в профилактике и лечении инфекционных заболеваний» . Обзоры клинической микробиологии . 13 (4): 602–14. DOI : 10.1128 / CMR.13.4.602-614.2000 . PMC 88952 . PMID 11023960 .  
  20. ^ Glenny AT, Südmersen HJ (октябрь 1921). «Заметки о выработке иммунитета к токсину дифтерии» . Журнал гигиены . 20 (2): 176–220. DOI : 10.1017 / S0022172400033945 . PMC 2207044 . PMID 20474734 .  
  21. ^ "Вариация" . Оспа - великое и ужасное бедствие . Национальные институты здоровья .
  22. ^ «Иммунизация: вы называете выстрелы» . Национальная программа иммунизации . Центры США по контролю и профилактике заболеваний. Архивировано из оригинала на 2006-09-29.
  23. ^ a b c «Типы вакцин Вакцины» . www.vaccines.gov . Проверено 7 августа 2020 .
  24. ^ Bull JJ, Nuismer SL, Antia R (июль 2019). «Эволюция рекомбинантной векторной вакцины» . PLOS Вычислительная биология . 15 (7): e1006857. Bibcode : 2019PLSCB..15E6857B . DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1006857 . PMC 6668849 . PMID 31323032 .  
  25. ^ Лауэр KB, Борроу R, Blanchard TJ (январь 2017). Папасян CJ (ред.). «Мультивалентные и мультипатогенные вирусные векторные вакцины» . Клиническая и вакцинная иммунология . 24 (1): e00298–16, e00298–16. DOI : 10,1128 / CVI.00298-16 . PMC 5216423 . PMID 27535837 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Центр моделирования иммунитета к кишечным патогенам (MIEP)