Механизм борьбы с инфекцией

История появления вакцин

Инфекционные заболевания сопровождали человечество на протяжении всей истории. От эпидемий умирало до четверти инфицированных. Еще 2000 лет назад было замечено, что те, кто выжил после болезни, оставался здоровым в следующую эпидемию.

Так родилась идея вакцинации – научить организм бороться с инфекцией еще до встречи с ней.

Врожденный иммунитет при инфицировании

Первыми на появление инфекции реагируют клетки врожденного иммунитета.

Врожденный иммунитет – самая древняя система защиты, которая есть даже у растений. Она работает быстро, но грубо.  Клетки врожденного иммунитета стремятся уничтожить чужие белки. Но токсические вещества, которыми они борются с микробами, смертельны и для собственных клеток организма.

Также клетки врожденного иммунитета запускают работу приобретенного иммунитета.

Приобретенный иммунитет и долгосрочная защита от болезни

Для борьбы с чужеродными организмами, которые не получилось победить быстро,  подключается приобретенный иммунитет. Эта защитная система моложе и сложнее врожденной. Она есть у позвоночных животных, начиная с рыб.

Клетки приобретенного иммунитета точечно уничтожают зараженные клетки и опасные белковые организмы. Здоровые клетки остаются целыми. Но приобретенному иммунитету нужно время, чтобы научиться такой тонкой работе. Обычно это 7 – 10 дней.

В этой работе приобретенному иммунитету помогает врожденный. Клетки врожденного иммунитета доставляют образцы опасных белков в органы иммунной системы. Там происходит отбор клеток приобретенного иммунитета, которые хорошо распознают чужие гены. Остальные клетки, не прошедшие отбор, погибают. Появление опасных белков активирует клетки приобретенного иммунитета, которые начинают активно делиться, обучаться и направляться в очаг заражения.

Одни клетки приобретенного иммунитета занимаются непосредственным уничтожением чужих микроорганизмов и зараженных клеток. Другие – вырабатывают специальные белки – антитела, которые могут соединяться с опасным объектом. Антитело мешает чужому микроорганизму проникнуть в здоровую клетку. Также антитело делает микроорганизм более заметным для клеток иммунной системы, охотящихся на чужеродные формы.

Некоторые клетки обоих типов становятся клетками памяти, которые живут годами и десятилетиями. Если тот же чужеродный белок будет снова обнаружен в организме, то клетки памяти начнут активно делиться, устранять опасность и производить антитела. Эта реакция приобретенного иммунитета происходит уже в первые сутки после заражения. Поэтому болезнь или не развивается, или проходит в легкой форме.

Вакцинация стимулирует приобретенный иммунитет

Вакцина – это ослабленные или убитые болезнетворные микроорганизмы. Они уже не могут вызвать заболевание. Современные вакцины также могут состоять и из частей опасных микроорганизмов или из их токсинов.

Иммунной системе достаточно таких ослабленных форм или правильно подготовленных фрагментов чужеродных организмов, чтобы научиться их распознавать и уничтожать. Через 7 – 10 дней после введения вакцины образуются клетки памяти, которые защитят организм при встрече с реальной инфекцией.

Факторы, влияющие на вакцинацию

Генетические особенности

Люди, живущие на определенной территории, обладают специфичным набором генов. Их иммунная система за сотни лет эволюции научилась противостоять инфекциям, характерным именно для этой территории. Человек, живший в средней полосе и уехавший в тропики, в большей степени подвержен тропическим болезням, чем коренной житель. Поэтому есть случаи, когда эффективность одних и тех же вакцин на одной территории близка к 100%, а на другой – к 0%.

Национальные и расовые особенности также относятся к генетическим факторам. Например, у одной расы вакцина может стимулировать выработку большего числа антител и сохранять более длительную защиту, чем у другой.

Возраст

Когда ребенок рождается, его органы иммунной системы производят большое количество клеток, защищающих от чужеродных микроорганизмов. На рубеже 40 – 45 лет в вилочковой железе – тимусе – уже 50% функциональной ткани замещено жировой. А в тимусе обучаются клетки приобретенного иммунитета, которые непосредственно уничтожают опасные организмы. У пожилых людей тимус почти полностью замещен жировой тканью. Поэтому иммунитет людей старшего возраста значительно слабее, чем молодых.

Вследствие возрастной деградации иммунной системы люди будут по-разному реагировать на вакцину. Для молодых вакцинация, как правило, дает больший эффект, чем для людей старшего возраста.

Пол

Мужские и женские гормоны по-разному влияют на результат вакцинации. Мужской половой гормон тестостерон подавляет выработку антител. Причем чем выше его концентрация, тем меньше вырабатывается антител.

Женский половой гормон эстроген, наоборот, стимулирует выработку антител.

Урбанизация

Стиль жизни городских и сельских жителей влияет на эффективность вакцинации через кишечную микробиоту. У сельских жителей в рационе много грубой клетчатки и пищевых волокон. Ими питается полезная микробиота, обитающая в нижних отделах кишечника.

У городских жителей в еде преобладают рафинированные продукты. Они содержат мало пищевых волокон. Переработка рафинированной пищи происходит в верхних отделах кишечника. Поэтому до нижних отделов доходит мало питательных веществ, которых недостаточно для поддержания большой колонии полезных бактерий.

Микробиота производит большое количество биомолекул, которые воздействуют на иммунные клетки. Истощение микробиоты приводит к уменьшению выработки антител и клеток приобретенного иммунитета. А численность полезной микробиоты напрямую связана с продолжительностью выработки антител.

В зависимости от микробиоты может в 10 раз отличаться количество антител и клеток приобретенного иммунитета, произведенных в результате вакцинации.

Сопутствующие заболевания

Учеными и врачами замечено, что острые и хронические заболевания могут отрицательно влиять на эффективность вакцинации. Туберкулез, ВИЧ, гепатит C, энтеровирусные инфекции, гельминты, снижают иммунный ответ на вакцину.

Способы  повысить эффективность вакцинации

Предварительное лечение

Профилактическое лечение от гельминтов – кишечных паразитов – распространенная практика перед вакцинацией. Применяется как для людей, так и для животных.

Польза от лечения антибиотиками перед вакцинацией до сих пор изучается. С одной стороны, антибиотик угнетает кишечную микрофлору, в том числе и патогенную. С другой стороны, он подавляет некоторые виды инфекций и усиливает  активацию генов врожденного иммунитета.

Адъюванты

Адъювант – это вещество, усиливающее реакцию иммунитета при вакцинации. Адъювантом может быть простое соединение, например алюминиевые квасцы. Также адъювант может быть сложным биологическим соединением. Например, штамм бактерии, токсин, интерферон.

Адъювант может иметь естественную природу. Например, белок флагеллин, вырабатываемый микробиотой, является адъювантом при пероральной вакцинации против гриппа.

Вакцинация в несколько этапов

Ряд заболеваний требует проведения нескольких этапов вакцинации для формирования длительного устойчивого иммунитета. Например, вакцина от энцефалита вводится в 2 этапа, от гепатита B – в 3 этапа, а от вируса бешенства – в 6.