Иммунитет (медицинский) - Immunity (medical)

В биологии иммунитет это способность многоклеточные организмы противостоять вредному микроорганизмы. 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 иммунная система приспосабливаются к каждой новой встречающейся болезни и могут генерировать специфический для патогенов иммунитет.

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

Врожденный и адаптивный

Схема Рецептор Fc

В иммунная система состоит из двух компонентов: врожденный и адаптивный иммунитет. Врожденный иммунитет присутствует во всех многоклеточные животные,[2] тогда как адаптивный иммунитет возникает только у позвоночные.

Врожденная система основана на распознавании определенных чужеродных молекул для стимуляции двух типов врожденных иммунных ответов: воспалительные реакции и фагоцитоз.[3] Адаптивная система, с другой стороны, состоит из более продвинутых лимфатический клетки, которые запрограммированы, чтобы различать определенные "чужие" вещества в присутствии "я". Реакция на инородные вещества этимологически описывается как воспаление, смысл поджечь. Отсутствие реакции на собственные вещества описывается как иммунитет. освобождать. 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 является активным компонентом иммунного ответа хозяина, опосредованным антиген-специфическим лимфоциты. В отличие от врожденного иммунитета, приобретенный иммунитет высокоспецифичен к определенному патогену, включая развитие иммунологическая память.[7] Подобно врожденной системе, приобретенная система включает компоненты гуморального иммунитета и компоненты клеточного иммунитета.

Адаптивный иммунитет может быть приобретен как «естественным» (путем инфицирования), так и «искусственно» (путем инфицирования). умышленные действия например 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 недолговечно, требуя бустерные дозы для длительного 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

Представление холера эпидемия девятнадцатого века.

Концепция иммунитета интересовала человечество на протяжении тысяч лет. Доисторический взгляд на болезнь заключался в том, что ее вызывали сверхъестественные силы, и что болезнь была формой теургический наказание за «дурные дела» или «злые помыслы», нанесенные душе богами или чьими-то врагами.[9] Между временем Гиппократ и в 19 веке, когда были заложены основы научных методов, болезни приписывались изменению или дисбалансу в одном из четыре юмора (кровь, мокрота, желтая или черная желчь).[10] Также популярным в то время, прежде чем стало известно, что инфекционные заболевания происходят от микробов / микробов, было теория миазмов, который считал, что болезни, такие как холера или Черная чума были вызваны миазмами, ядовитой формой «плохого воздуха».[9] Если кто-то столкнется с миазмами на болоте, на вечернем воздухе или вдыхает воздух в палате больного или больничной палате, он может заразиться.

Современное слово «иммунитет» происходит от латинский Immunis, что означает освобождение от военной службы, налоговых платежей или других государственных услуг.[11] Первые письменные описания концепции иммунитета могли быть сделаны афинянами. Фукидид который в 430 г. до н.э. описал, что когда чума ударила Афины: «О больных и умирающих заботилась жалостная забота тех, кто выздоровел, 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 "написано около 60 г. до н. э. поэтом Марк Анней Лукан описать сопротивление североафриканского племени Змеиный яд.[10]

Вероятно, первое клиническое описание иммунитета, возникшего от конкретного болезнетворного организма. Трактат о кори и оспе («Китаб фи аль-джадари ва-аль-хасбах», перевод 1848 г.[12][13]) написано 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 обеспечивает устойчивый иммунитет (хотя он не использует этот термин).[10] Первым ученым, разработавшим полную теорию иммунитета, был Илья Мечников после того, как он показал фагоцитоз в 1882 г. Луи Пастер с микробная теория болезни молодая наука о иммунология начали объяснять, как бактерии вызывают заболевания и как после заражения человеческое тело приобретает способность противостоять новым инфекциям.[11]

Луи Пастер в своей лаборатории, 1885 г. Альберт Эдельфельт

Рождение активной иммунотерапии могло начаться с Митридат VI Понтийский (120-63 до н. Э.).[14] Чтобы вызвать активный иммунитет к змеиному яду, он рекомендовал использовать метод, аналогичный современным. анатоксин сывороточная терапия, выпивая кровь животных, которые питались ядовитыми змеями.[14] Считается, что он 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] Почти 2000 лет яды считались возможная причина болезни и сложной смеси ингредиентов, называемой Митридат, использовался для лечения отравлений во время эпоха Возрождения.[16][10] Обновленная версия этого лекарства, Theriacum Andromachi, хорошо использовался в 19 веке.

В 1888 г. Эмиль Ру и Александр Йерсен изолированные дифтерийный токсин, а после открытия 1890 г. Беринг и Китасато иммунитета на основе антитоксина к дифтерия и столбняк, то антитоксин стал первым крупным успехом современной терапевтической иммунологии.[10]

В Европа, индукция активного иммунитета возникла в попытке сдержать оспа. Однако иммунизация существовала в различных формах, по крайней мере, тысячу лет.[11] Самая ранняя иммунизация неизвестна, однако около 1000 г. н.э. Китайский начал практиковать форму иммунизации путем сушки и вдыхания порошков, полученных из корок пораженных оспой поражений.[11] Примерно в пятнадцатом веке в Индия, то Османская империя, и Восточная Африка, практика прививка (протыкание кожи порошкообразным материалом, полученным из корок оспы) стало довольно распространенным явлением.[11] Эта практика была впервые введена на западе в 1721 г. Леди Мэри Уортли Монтегю.[11] В 1798 г. Эдвард Дженнер представил гораздо более безопасный метод преднамеренного заражения коровья оспа вирус, (вакцина против оспы ), что вызвало легкую инфекцию, которая также вызвала иммунитет к оспе. К 1800 году процедура называлась вакцинация. Чтобы избежать путаницы, прививку от оспы все чаще называют вариоляция, 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 термина вакцина в честь Дженнера, и затем стало необходимо уточнить термин, сославшись на вакцина от полиомиелита, вакцина против кори и Т. Д.

Пассивный

Основная статья: Пассивный иммунитет

Пассивный иммунитет - это передача иммунитета в виде готовых антител от одного человека к другому. Пассивный иммунитет может возникнуть естественным образом, когда материнские антитела передаются плоду через плаценту, а также может быть вызван искусственно, когда высокий уровень человек (или же лошадь ) антитела специфический для возбудитель или же токсин передаются не-невосприимчивый лиц. Пассивная иммунизация используется, когда существует высокий риск заражения и недостаточно времени для того, чтобы организм развил свой собственный иммунный ответ или уменьшил симптомы продолжающихся или иммунодепрессивный болезни.[17] Пассивный иммунитет обеспечивает немедленную защиту, но в организме не развивается память, поэтому пациент рискует позже заразиться тем же патогеном.[18]

Естественно приобретенный

Материнский пассивный иммунитет представляет собой тип естественного пассивного иммунитета и относится к антитело -опосредованный иммунитет, передаваемый плод его мать во время беременности. Материнские антитела (MatAb) проходят через плацента к плоду FcRn рецептор на плацентарных клетках. Это происходит примерно на третьем месяце беременность. IgG - единственное антитело изотип которые могут проходить через плаценту. Пассивный иммунитет также обеспечивается за счет передачи IgA антитела, обнаруженные в грудное молоко 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 бутылок дифтерия продуцируется антитоксин (датировано 1895 г.).

Искусственно приобретенный

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 (IVIG ) или внутримышечное (IG) использование, а также в виде моноклональные антитела (MAb). Используется пассивный перевод профилактически в случае иммунодефицит болезни, такие как гипогаммаглобулинемия.[19] Он также используется при лечении нескольких типов острой инфекции и для лечения отравление.[17] Иммунитет, возникающий в результате пассивной иммунизации, сохраняется только в течение короткого периода времени, и также существует потенциальный риск гиперчувствительность реакции, и сывороточная болезнь, особенно из гамма-глобулин нечеловеческого происхождения.[18]

Искусственная индукция пассивного иммунитета использовалась более века для лечения инфекционных заболеваний, и до появления антибиотики, часто было единственным специфическим лечением определенных инфекций. Иммуноглобулинотерапия продолжала оставаться терапией первой линии в лечении тяжелых респираторные заболевания до 1930-х годов, даже после сульфонамид введено много антибиотиков.[19]

Перенос активированных Т-клеток

Пассивный или "приемный перевод "клеточно-опосредованного иммунитета, дается путем передачи" сенсибилизированных "или активированных Т-клеток от одного человека к другому. Он редко используется у людей, поскольку требует гистосовместимый (согласованные) доноры, которых часто бывает трудно найти. У несравненных доноров этот тип перевода несет серьезный риск болезнь трансплантат против хозяина.[17] Однако он использовался для лечения определенных заболеваний, включая некоторые типы рак и иммунодефицит. Этот вид перевода отличается от пересадка костного мозга, в котором (недифференцированный) гемопоэтические стволовые клетки переданы.

Активный

Дальнейшая информация: иммунологическая память
Временной ход иммунного ответа. За счет образования иммунологическая память реинфекция в более поздние сроки 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 памяти и Т-клетки, 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 врожденная иммунная система.

Естественно приобретенный

Дальнейшая информация: Иммунная система

Естественно приобретенный активный иммунитет возникает, когда человек подвергается воздействию живого возбудителя и развивается первичный иммунная реакция, что 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, например: иммунодефицит (как приобретенные, так и врожденные формы) и иммуносупрессия.

Искусственно приобретенный

Основные статьи: искусственная индукция иммунитета и вакцинация
Смотрите также: Профилактика пандемии § иммунные подсистемы на основе CRISPR

Искусственно приобретенный активный иммунитет может быть вызван вакцина, вещество, содержащее антиген. Вакцина стимулирует первичный ответ против антигена, не вызывая симптомов болезни.[17] Ричард Даннинг ввел термин вакцинация, коллега Эдвард Дженнер, и адаптировано Луи Пастер за его новаторскую работу 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 г. Бавария стали первой группой, которая потребовала, чтобы их новобранцы были вакцинированы от оспы, поскольку распространение оспы было связано с боевыми действиями.[21] Впоследствии практика вакцинации расширилась с распространением войны.

Есть четыре типа традиционных вакцина:[22]

  • Инактивированные вакцины состоят из микроорганизмов, убитых химическими веществами и / или нагреванием и больше не заразных. Примеры: вакцины против грипп, холера, чума, и гепатит А. Большинство вакцин этого типа, вероятно, потребуют повторных инъекций.
  • Жить, ослабленный вакцины состоят из микроорганизмов, культивированных в условиях, лишающих их способности вызывать болезнь. Эти реакции более продолжительны, однако они могут потребовать дополнительных выстрелов. Примеры включают желтая лихорадка, корь, краснуха, и свинка.
  • Токсоиды представляют собой инактивированные токсичные соединения микроорганизмов в тех случаях, когда они (а не сам микроорганизм) вызывают заболевание, и используются до контакта с токсином микроорганизма. Примеры вакцин на основе токсоидов включают: столбняк и дифтерия.
  • Субъединичные вакцины[необходимо разрешение неоднозначности ]рекомбинантные, полисахаридные и конъюгированные вакцины состоят из небольших фрагментов или кусочков патогенного (вызывающего болезнь) организма.[23] Характерным примером является субъединичная вакцина против Вирус гепатита В.

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 вводят подкожный или же внутримышечный инъекции, поскольку они не всасываются надежно через кишечник. Живой аттенюированный полиомиелит и немного брюшной тиф и холера вакцины делаются устно для создания иммунитета, основанного на кишечник.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Энциклопедия биомедицинской инженерии. Амстердам. ISBN  9780128051443.
  2. ^ «Молекулы, клетки и ткани иммунитета». Руководство по иммунологии: 1–15. 1 января 2004 г. Дои: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. Доступна с: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26846/
  4. ^ Turvey SE, Broide DH (февраль 2010 г.). "Врожденный иммунитет". Журнал аллергии и клинической иммунологии. 125 (2 Прил. 2): С24-32. Дои:10.1016 / j.jaci.2009.07.016. ЧВК  2832725. PMID  19932920.
  5. ^ Riera Romo, M .; Pérez-Martínez, D .; Кастильо Феррер, К. (2016). «Врожденный иммунитет позвоночных: обзор». Иммунология. 146 (2): 125–139. Дои:10.1111 / imm.12597. ЧВК  4863567. PMID  26878338.
  6. ^ а б Акира С., Уэмацу С., Такеучи О. (февраль 2006 г.). «Распознавание патогенов и врожденный иммунитет». Клетка. 124 (4): 783–801. Дои:10.1016 / j.cell.2006.02.015. PMID  16497588. S2CID  14357403.
  7. ^ Джейнвей К.А. младший, Трэверс П., Уолпорт М. и др. Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях. 5-е издание. Нью-Йорк: наука о гирляндах; 2001. Глоссарий. Доступна с: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10759/
  8. ^ «Типы иммунитета». cdc.gov. Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC).
  9. ^ а б Lindquester GJ (весна 2006 г.). «Введение в историю болезней». Болезни и иммунитет. Родосский колледж. Архивировано из оригинал 21 июля 2006 г.
  10. ^ а б c d е ж грамм Сильверштейн AM (1989). История иммунологии (твердый переплет). Academic Press - через Amazon.com.
  11. ^ а б c d е ж грамм Герарди Э. «Понятие иммунитета. История и применение». Курс иммунологии Медицинский факультет. Университет Павии. Архивировано из оригинал на 2007-01-02.
  12. ^ Рази, Абу Бакр Мухаммад ибн Закария (1848 г.). Трактат о оспе и кори. Общество Сиденхэма.
  13. ^ А "ар-Рази". 2003 Колумбийская электронная энциклопедия, шестое издание. Columbia University Press (с сайта Answers.com, 2006 г.)
  14. ^ а б c Жан Тардье де Малейсье (1991). {История яда} [История яда] (На французском). Париж: Франсуа Бурин. ISBN  2-87686-082-1.
  15. ^ Мэр, Адриенн (2019). «Митридат Понтийский и его универсальное противоядие». Токсикология в древности: 161–174. Дои:10.1016 / B978-0-12-815339-0.00011-1. ISBN  9780128153390.
  16. ^ Чемберс, Ефрем (1728). «Митридат». История науки: Cyclopædia. Лондон. п. 561. Получено 4 октября 2020.
  17. ^ а б c d е «Электронный учебник микробиологии и иммунологии». Медицинская школа USC.
  18. ^ а б 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. ^ а б Keller MA, Stiehm ER (октябрь 2000 г.). «Пассивный иммунитет в профилактике и лечении инфекционных заболеваний». Обзоры клинической микробиологии. 13 (4): 602–14. Дои:10.1128 / CMR.13.4.602-614.2000. ЧВК  88952. PMID  11023960.
  20. ^ Гленни А.Т., Зюдмерсен HJ (октябрь 1921 г.). «Заметки о выработке иммунитета к токсину дифтерии». Журнал гигиены. 20 (2): 176–220. Дои:10.1017 / S0022172400033945. ЧВК  2207044. PMID  20474734.
  21. ^ "Вариация". Оспа - великое и ужасное бедствие. Национальные институты здоровья.
  22. ^ «Иммунизация: главное - вы». Национальная программа иммунизации. Центры США по контролю и профилактике заболеваний. Архивировано из оригинал 29 сентября 2006 г.
  23. ^ а б c «Типы вакцин Вакцины». www.vaccines.gov. Получено 2020-08-07.
  24. ^ Бык JJ, Nuismer SL, Antia R (июль 2019 г.). «Эволюция рекомбинантной векторной вакцины». PLOS вычислительная биология. 15 (7): e1006857. Bibcode:2019PLSCB..15E6857B. Дои:10.1371 / journal.pcbi.1006857. ЧВК  6668849. PMID  31323032.
  25. ^ Лауэр КБ, Заем Р., Бланшар Т.Дж. (январь 2017 г.). Папасян CJ (ред.). «Мультивалентные и мультипатогенные вирусные векторные вакцины». Клиническая и вакцинная иммунология. 24 (1): e00298–16, e00298–16. Дои:10.1128 / CVI.00298-16. ЧВК  5216423. PMID  27535837.

внешняя ссылка