Как в организме вырабатываются антитела после вакцины?

У моих пациентов возникает много вопросов по поводу вакцинации. Основные – как работает иммунитет и как в ответ на вакцину вырабатывается иммунная защита, откуда берутся антитела. Разберемся в этом вопросе.

Иммунная система и иммунизация

Окружающая среда содержит широкий спектр потенциально вредных организмов (патогенов), таких как: бактерии, вирусы, грибы, простейшие и многоклеточные паразиты, которые могут вызвать заболевания, если попадут в организм и смогут размножаться.

Организм защищает себя с помощью защитных механизмов, чтобы предотвратить проникновение патогенов в организм и убить их, если они это сделают.

Иммунная система - чрезвычайно важный защитный механизм, который может идентифицировать вторгшийся организм и уничтожать его.

Иммунизация предотвращает заболевание, позволяя организму быстрее реагировать на нападение и усиливая иммунный ответ на конкретный организм.

Как организм понимает, что вторглись чужие?

Каждый патоген имеет уникальные отличительные компоненты, известные как антигены, которые позволяют иммунной системе различать «я» (тело) и «чужое» (чужеродный материал).

Когда иммунная система впервые видит новый антиген, она должна подготовиться к его уничтожению. За это время возбудитель может размножиться и вызвать болезнь.

Однако, если тот же самый антиген обнаруживается снова, иммунная система готова ограничить и быстро уничтожить организм. Это адаптивный (специфический, приобретенный) иммунитет.

Вакцины используют этот адаптивный иммунитет и память, чтобы подвергнуть организм действию антигена, не вызывая заболевания. Поэтому, когда живой патоген поражает организм, реакция происходит быстро, и патоген не может вызвать болезнь.

В зависимости от типа инфекционного организма, реакция, необходимая для его удаления, различается. Например, вирусы скрываются в собственных клетках организма в различных тканях, таких как: горло, печень и нервная система, и бактерии могут быстро размножаться в инфицированных тканях.

Линии защиты организма

Организм предотвращает заражение с помощью ряда неспецифических и специфических механизмов, действующих по отдельности или вместе. Первые линии защиты организма - это внешние барьеры, препятствующие проникновению микробов.

Кожа

Самый большой из них - это кожа, которая действует как прочный, водостойкий, физический барьер, и очень немногие организмы могут проникать через неповрежденную кожу. Существуют и другие физические препятствия, различные виды химической защиты.

Слизистые

Слизь - липкая ловушка, выделяемая всеми поверхностями внутри тела, которые напрямую связаны с внешней средой, также содержит антитела и ферменты.

Внутренние защитные силы организма

• Реснички - микроскопические волоски в дыхательных путях, которые перемещаются, выводя мусор и слизь вверх от легких;
• Лизоцим - химическое вещество (фермент), присутствующее в слезах и слизи, которое повреждает бактерии;
• Фагоциты - различные клетки, которые собирают и поглощают мусор и вторгающиеся организмы, которые являются частью системы наблюдения, чтобы предупредить иммунную систему об атаке;
• Комменсальные бактерии - бактерии на коже и кишечнике, которые конкурируют с потенциально вредными бактериями за пространство и питательные вещества;
• Кислота - в желудке и моче, затрудняет выживание любых микробов;
• Лихорадка - повышенная температура тела, создающая неблагоприятные условия для выживания болезнетворных микроорганизмов.

Иммунный ответ

Иммунный ответ срабатывает, когда иммунная система получает предупреждение о проникновении в организм чего-то постороннего.

Триггеры включают выброс химических веществ поврежденными клетками и воспаление, а также изменения в кровоснабжении поврежденной области, которые привлекают лейкоциты.

Белые кровяные тельца уничтожают инфекцию или передают химические сообщения другим частям иммунной системы. Поскольку кровь и тканевые жидкости циркулируют по телу, различные компоненты иммунной системы постоянно исследуют потенциальные источники атаки или аномальные клетки.

Антигены и антитела

Антигены обычно представляют собой белки или полисахариды (длинные цепи молекул сахара, которые составляют клеточную стенку определенных бактерий).

Антиген - это молекула, которая стимулирует иммунный ответ и с которой связываются антитела.

Их название происходит от «генераторы антител». Любой конкретный организм содержит несколько разных антигенов.

Вирусы могут содержать от трех антигенов до 100 и более, как для вирусов герпеса и оспы; тогда как простейшие, грибы и бактерии - более крупные и сложные организмы, содержат от сотен до тысяч антигенов.

Первоначально иммунный ответ включает выработку антител, которые могут связываться с определенным антигеном, и активацию антиген-специфических лейкоцитов.

Антитела (иммуноглобулины; Ig) - это белковые молекулы, которые специфически связываются с определенной частью антигена, так называемым антигенным сайтом или эпитопом. Они обнаруживаются в крови и тканевых жидкостях, включая выделения слизи, слюну и грудное молоко.

Классы антител

Существует пять классов антител - IgG, IgA, IgM, IgD и IgE, которые имеют ряд функций. Они могут действовать как «флаги», направляя иммунную систему к инородному материалу для разрушения и составлять часть врожденного / гуморального иммунного ответа.

Обычно в жидкостях тканей тела циркулируют низкие уровни антител. Тем не менее, когда активируется иммунный ответ, вырабатывается большее количество, специфически нацеленное на чужеродный материал.

Вакцинация увеличивает уровень циркулирующих антител против определенного антигена. Антитела вырабатываются лейкоцитами (лимфоцитами), которые называются В-клетками. Каждая В-клетка может продуцировать антитела только против одного специфического эпитопа.

При активации В-клетка будет размножаться, чтобы производить больше клонов, способных секретировать это конкретное антитело. Класс продуцируемых антител определяется другими клетками иммунной системы, это известно как клеточно-опосредованный иммунитет.

Первичный ответ

При контакте с патогеном тело попытается изолировать и уничтожить его.

Химические вещества, выделяемые при воспалении, увеличивают кровоток и привлекают лейкоциты в область инфекции. Специализированные клетки, известные как фагоциты, поглощают цель и разбирают ее.

Затем эти фагоциты перемещаются к ближайшим лимфатическим узлам, где они «представляют» антигены другим клеткам иммунной системы, чтобы вызвать более крупный и более специфический ответ. Этот ответ приводит к выработке антиген-специфических антител.

Затем циркулирующие антитела находят организм и связываются с его поверхностными антигенами. Таким образом, он помечается как цель. Этот специфический ответ также называется адаптивным или клеточно-опосредованным иммунным ответом, поскольку иммунная система адаптируется к типу захватчика.

Когда организм впервые подвергается воздействию антигена, проходит несколько дней, прежде чем этот адаптивный ответ становится активным. При первом контакте с патогеном иммунная активность увеличивается, затем выравнивается и падает. Поскольку первый, или первичный, иммунный ответ является медленным, он не может предотвратить заболевание, хотя может помочь в выздоровлении.

Как только антиген-специфические Т- и В-клетки (лимфоциты) активируются, их количество увеличивается, и после заражения некоторые клетки памяти остаются, что приводит к памяти на специфические антигены. Для полного развития этой памяти может потребоваться несколько месяцев.

Вторичный ответ

При последующих контактах с одним и тем же патогеном, иммунная система способна быстро реагировать, и активность достигает более высокого уровня.

Вторичные иммунные реакции обычно могут предотвратить заболевание, поскольку патоген обнаруживается, атакуется и уничтожается до появления симптомов.

В целом, взрослые реагируют на инфекцию быстрее, чем дети. Организм способен предотвратить заболевание или уменьшить его тяжесть за счет быстрого и сильного иммунного ответа на антигены, с которыми он столкнулся ранее.

Дети же не встречали столько антигенов и поэтому чаще болеют.

Некоторые инфекции, такие как ветряная оспа, вызывают память об инфекции на всю жизнь. Другие инфекции, такие как грипп, варьируются от сезона к сезону до такой степени, что даже взрослый человек не может адаптироваться.

Вакцинация

Вакцинация использует этот вторичный ответ, подвергая организм воздействию антигенов определенного патогена и активируя иммунную систему, не вызывая заболевания.

Первоначальный ответ на вакцину аналогичен первичному ответу при первом контакте с патогеном, но медленный и ограниченный. Последующие дозы вакцины усиливают этот ответ, что приводит к выработке долгоживущих антител и клеток памяти, как это было бы естественно после последующих инфекций.

Цель вакцины - подготовить организм, чтобы при воздействии на человека болезнетворного организма, его иммунная система была способна реагировать быстро и с высоким уровнем активности, тем самым уничтожая патоген до того, как он вызовет болезнь, и снижает риск распространения среди других людей.

Вакцины различаются по тому, как они стимулируют иммунную систему.

Некоторые дают более широкий ответ, чем другие. Вакцины влияют на иммунный ответ через природу содержащихся в них антигенов, включая количество и характеристики антигенов, или через путь введения: пероральная, внутримышечная или подкожная инъекция.

Виды иммунизации

Активная иммунизация - организм генерирует свой собственный ответ для защиты от инфекции с помощью специализированных клеток и антител, стимулируемых вакцинами. Полная защита требует времени, но длится долго.

Пассивная иммунизация - готовые антитела передаются непосредственно иммунизируемому человеку. Это обеспечивает немедленную защиту, но пассивная иммунизация может длиться всего несколько недель или месяцев.

Антитела передаются от матери младенцу через плаценту и с грудным молоком, чтобы защитить младенцев в течение короткого времени после рождения.

Антитела (иммуноглобулины) также очищают из крови или в лабораториях; их можно вводить напрямую, чтобы обеспечить быструю, но непродолжительную защиту или лечение определенных заболеваний, таких как бешенство, дифтерия и столбняк.

Литература:

1. Adapted from the National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Understanding Vaccines
2. Fine PEM, Mulholland K. Community immunity. In: Plotkin SA, Orenstein WA, Offit PA eds. Vaccines. 5th ed. Chapter 71. Philadelphia, PA: Elsevier Inc., 2008:1573–92.

John TJ, Samuel R. Herd immunity and herd effect: new insights and definitions. Eur J Epidemiol 2000; 16:601–6.

3. Stephens DS. Vaccines for the unvaccinated: protecting the herd. J Inf Dis 2008; 197:643–45.
4. Heymann D, Aylward B. Mass vaccination in public health. In: Heymann D, ed. Control of communicable diseases manual. 19th ed. Washington, DC: American Public Health Association, 2008.