Ανοσολογική απόκριση στην λοίμωξη Ενεργητική και παθητική ανοσοποίηση Εμβόλια Ιωσήφ Παπαπαρασκευάς Βιοπαθολόγος, Επίκουρος Καθηγητής Εργαστήριο Μικροβιολογίας, Ιατρική Σχολή ΕΚΠΑ ipapapar@med.uoa.gr
Ανοσία Το σύνολο των φυσιολογικών μηχανισμών που δίνουν στον οργανισμό την ικανότητα να αναγνωρίζει κάθε ξένη ουσία, να την εξουδετερώνει και να την αποβάλλει
Ανοσολογικό Σύστημα Πολύπλοκο σύστημα υπεύθυνο για την άμυνα του οργανισμού απέναντι στο ξένο Λειτουργία επιλεκτικά καταστροφική (φθοροποιό) Κατασκευασμένο για πράγματα που ΔΕΝ συνάντησε Μάχεται στις απειλές του σήμερα με λύσεις από προβλήματα που συνάντησε στο παρελθόν Μπορεί να καταστρέψει αυτό που προστατεύει
Ανοσολογική απάντηση Αναγνώριση ξένου παράγοντα Εξωγενείς παράγοντες: μικρόβια Ενδογενείς παράγοντες: καρκινικά κύτταρα Αντίδραση εναντίον του με σκοπό την εξάλειψη Μη ειδική Φυσική (natural immunity) Το σύνολο των αμυντικών μηχανισμών που βρίσκονται σε άμεση ετοιμότητα που κινητοποιούνται ευθύς μετά την εισβολή των εξωγενών παθογόνων, μέχρι να αναπτυχθεί η ειδική ανοσιακή απάντηση Ειδική Επίκτητη (acquired, specific immunity) Αναγνώριση ξένης ουσίας και απόλυτα ειδική αντίδραση
Ανοσολογική απάντηση Κύτταρα που συμμετέχουν 1. Τ & Β-λεμφοκύτταρα (ειδικότητα) 2. Συνοδά κύτταρα (χωρίς προηγούμενη ευαισθητοποίηση) Φαγοκυττάρωση και λύση μικροοργανισμών Μονοπύρηνα μακροφάγα Κύτταρα «Φυσικοί Φονείς» (ΝΚ) Πολυμορφοπύρηνα Δενδριτικά κύτταρα
Φυσική ανοσία Μηχανικοί φραγμοί: Χημικοί φραγμοί: Ισχυρή σύνδεση επιθηλιακών κυττάρων Ροή αέρα (αεραγωγοί) και υγρών (ούρα) Αντανακλαστικά (πταρμός, βήχας) Λιπαρά οξέα (δέρμα) Ένζυμα (λυσοζύμη - σίελος, πεψίνη έντερο) Χαμηλό ph (στόμαχος) Αντιμικροβιακά πεπτίδια Μικροβιακοί φραγμοί: ανταγωνισμός Φ.Χ. (προσκόλληση, αντιμικροβιακές ουσίες)
Φαγοκυτάρωση Χημειοταξεία: προσέλκυση φαγοκυττάρου Προσκόλληση Ενδοκύττωση: εγκλωβισμός σωματιδίου σε φαγοκυτταρικό κυστίδιο (φαγόσωμα) Πέψη: ένωση με λυσόσωμα
Μηχανισμοί φυσικής ανοσίας Προστασία οργανισμού από εξωγενή παθογόνα, μέχρι να αναπτυχθούν και να δράσουν οι μηχανισμοί της ειδικής ανοσίας Επηρεασμός της εξέλιξης της ειδικής ανοσιακής απάντησης Συμμετοχή στην αντιμετώπιση του αντιγόνου κατά τη δραστική φάση της ειδικής ανοσιακής απάντησης
Ειδική ανοσία 1. Χυμική ανοσία (humoral immunity) Αντισώματα: Παραγωγή από Β-κύτταρα Προστασία έναντι εξωκυττάριων βακτηρίων, τοξινών 2. Κυτταρική ανοσία (cellular or cell-mediated immunity) Τ-κύτταρα, συνεργασία με ΜΦ Καταστροφή ενδοκυττάριων βακτηρίων και ιών
IgG IgM IgG IgM
Βασικές έννοιες
Βασικές έννοιες Το φυσιολογικό άτομο έχει την ικανότητα ανοσοαπάντησης σε κάθε ξένο εισβολέα Πλήρης ανοσία επιτυγχάνεται μόνο μετά την επαφή με τον εισβολέααντιγόνο και είναι ειδική για αυτόν Ανοσοποίηση (immunization): αρχική επαφή του οργανισμού με ένα ξένο αντιγόνο (βακτήριο, ιό, ξενομόσχευμα), που προκαλεί παραγωγή αντισωμάτων και ενεργοποίηση Τ-λεμφοκυτταρικών πληθυσμών (ειδική ανοσιακή απάντηση, ΕΑΑ) Ρόλος ΕΑΑ: συμπλήρωση και ολοκλήρωση της προφύλαξης, που παρέχει η μη ειδική ανοσιακή απάντηση
Φάσεις ειδικής ανοσιακής απάντησης Αναγνώριση Επεξεργασία και παρουσίαση του αντιγόνου, από τα αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα στα βοηθητικά Τ-λεμφοκύτταρα (ενδογενής ή εξωγενής οδός) Πολλαπλασιασμός και διαφοροποίηση Διαφοροποίηση των Β και Τ λεμφοκυττάρων κυρίως σε εκτελεστικά κύτταρα και λιγότερο σε κύτταρα μνήμης, υπό την επίδραση κυτταροκινών Δράση και εκτέλεση Καταστροφή του ξένου εισβολέα μέσω ενεργοποιημένων κυττάρων ή ειδικών αντισωμάτων Ανοσολογική μνήμη Άμεση απάντηση σε νέα επαφή με ίδιο αντιγόνο
Ανοσοποίηση 1. Ενεργητική διαδικασία μέσω έκθεσης σε ξένο αντιγόνο Φυσική (λοίμωξη) Τεχνητή (εμβολιασμός) 2. Παθητική διαδικασία μέσω χορήγησης έτοιμων αντισωμάτων Φυσική (μεταφορά αντισωμάτων από μητέρα στο έμβρυο) Τεχνητή (χορήγηση αντισωμάτων)
Ιστορική αναδρομή Πρώτη προσπάθεια εμβολιασμού (Jenner, 1796) Τροποποίηση μικροοργανισμών για την επίτευξη ανοσίας (Pasteur, 1881) Θεωρία επιλογής των κλώνων (Burnet, 1957) Ανακάλυψη των Β και Τ λεμφοκυττάρων (1965) Μοντέλο των δύο σημάτων (Janeway 1989, Μatzinger 1994)
Edward Jenner, 1796 Άτομα που νοσούσαν από δαμαλίτιδα αποκτούσαν ανοσία στην ευλογιά WHO, Geneva, Switzerland
Ευλογιά, μαζικό πρόγραμμα εμβολιασμού 1940-1980 WHO, Geneva, Switzerland
Ενεργητική ανοσοποίηση Εμβολιασμός Βασικές έννοιες Επαγωγή προστατευτικής ανοσολογικής απόκρισης και ανοσολογικής μνήμης Γρήγορη και αποτελεσματική ανοσοαπόκριση σε επόμενη έκθεση στον παθογόνο μικροοργανισμό Χρησιμοποιούμενα ανοσογόνα: αδρανοποιημένοι, ζώντεςεξασθενημένοι μικροοργανισμοί, τμήματα των μικροοργανισμών, τοξοειδή Χρησιμοποίηση ενισχυτικών της ανοσοαπόκρισης Επίτευξη ατομικής αλλά και συλλογικής ανοσίας (ανοσία της αγέλης)
Συλλογική ανοσία Αύξηση του αριθμού των εμβολιασμένων ενός πληθυσμού περιορίζει τη μετάδοση της λοίμωξης (herd immunity) Όσο μεγαλύτερη είναι η μολυσματικότητα ενός μικροοργανισμού (ιός της ιλαράς), τόσο μεγαλύτερο είναι το απαιτούμενο ποσοστό εμβολιασμού στον πληθυσμό για την επίτευξη συλλογικής ανοσίας 24
Χαρακτηριστικά ιδανικού εμβολίου Χαμηλό κόστος Σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες Αποτελεσματικότητα ακόμα και μετά από χορήγηση μιας δόσης Κάλυψη πολλαπλών νοσημάτων Χορήγηση μέσω των βλεννογόνων Δυνατότητα χορήγησης σε πολύ μικρή ηλικία
Είδη εμβολίων Εμβόλια με ολόκληρους μικροοργανισμούς Εξασθενημένοι Αδρανοποιημένοι Εμβόλια με απομονωμένα μακρομόρια Πολυσακχαριτικό βακτηριακό έλυτρο Τοξοειδή Ανασυνδυασμένες πρωτείνες Εμβόλια με γενετικά τροποποιημένους φορείς Εμβόλια DNA Εμβόλια αντιιδιοτυπικά
Είδη εμβολίων
Εμβόλια με εξασθενημένους μικροοργανισμούς Εξασθένηση μικροοργανισμών (ιών ή βακτηρίων): απώλεια της λοιμογονικότητάς τους, αλλά διατήρηση της ικανότητας ανάπτυξής τους μέσα στον οργανισμό που ενοφθαλμίσθηκαν Καλλιέργεια υπό μη φυσιολογικές για αυτό συνθήκες και επιλογή των μεταλλαγμένων μορφών, που έχουν προσαρμοστεί και αναπτύσσονται καλύτερα σε αυτές τις συνθήκες BCG (Bacillus Calmette-Guerin): εξασθενημένο στέλεχος του Mycobacterium bovis, ύστερα από καλλιέργειά του παρουσία χολής Sabin: εξασθενημένος ιός πολυομυελίτιδας, ύστερα από καλλιέργειά του σε νεφρικά επιθηλιακά κύτταρα πιθήκου
Εμβόλια με εξασθενημένους μικροοργανισμούς Πλεονεκτήματα Συνήθως χορήγηση μιας μόνο δόσης (λόγω αυξημένης ανοσογονικότητας και παραγωγής μνημονικών κυττάρων) Επαγωγή χυμικής και κυτταρικής ανοσίας Μειονεκτήματα Μειωμένη σταθερότητα Πιθανότητα μεταστροφής στη λοιμογόνο μορφή
Εμβόλια με εξασθενημένους μικροοργανισμούς
Εμβόλια με αδρανοποιημένους μικροοργανισμούς Αδρανοποίηση μικροοργανισμών: επεξεργασία με θέρμανση ή χημικά μέσα (φορμαλδεύδη, αλκυλιωτικοί παράγοντες), ώστε να χάσουν την ικανότητα πολλαπλασιασμού τους μέσα στον ξενιστή Διατήρηση μόνο της αντιγονικότητας
Εμβόλια με αδρανοποιημένους μικροοργανισμούς Πλεονεκτήματα Σταθερότητα Μη δυνατότητα μεταστροφής στη λοιμογόνο μορφή Μειονεκτήματα Απαραίτητη η χορήγηση πολλών αναμνηστικών δόσεων Επαγωγή κυρίως της χυμικής ανοσίας
Εμβόλια με αδρανοποιημένους μικροοργανισμούς 33
Εμβόλια με απομονωμένα μακρομόρια Πολυσακχαριδικό έλυτρο Μηχανισμός δράσης: επαγωγή αντισωμάτων, που καλύπτουν το έλυτρο των βακτηρίων και οδηγούν στη φαγοκυττάρωσή τους από τα ουδετερόφιλα και τα μακροφάγα (έναντι Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis και Haemophilus influenzae ορότυπου b)
Εμβόλια με απομονωμένα μακρομόρια Πολυσακχαριδικό έλυτρο Μειονέκτημα: Διέγερση μόνο Β-λεμφοκυττάρων, παραγωγή κυρίως IgM και σε μικρό βαθμό IgG αντισωμάτων και μειωμένη παραγωγή μνημονικών κυττάρων Αντιμετώπιση: Σύζευξη του πολυσακχαρίτη με πρωτεΐνη φορέα, διέγερση βοηθητικών T-κυττάρων, παραγωγή IgM και IgG αντισωμάτων και μνημονικών κυττάρων (Πολυσακχαρίτης του ελύτρου H. influenzae b + τοξοειδές του τετάνου)
Εμβόλια με απομονωμένα μακρομόρια Τοξοειδή Τοξοειδές: αδρανοποιημένη με φορμαλδεύδη βακτηριακή εξωτοξίνη Μηχανισμός δράσης: παραγωγή αντισωμάτων έναντι του τοξοειδούς, που συνδέονται με την τοξίνη και εξουδετερώνουν τη δράση της Εμβόλια έναντι διφθερίτιδας και τετάνου
Άλλα είδη εμβολίων Ανασυνδιασμένες πρωτεϊνες (HBV, HPV) Γενετικά τροποποιημένοι φορείς DNA Αντιιδιοτυπικά εμβόλια
Ανοσοποίηση 1. Ενεργητική διαδικασία μέσω έκθεσης σε ξένο αντιγόνο Φυσική (λοίμωξη) Τεχνητή (εμβολιασμός) 2. Παθητική διαδικασία μέσω χορήγησης έτοιμων αντισωμάτων Φυσική (μεταφορά αντισωμάτων από μητέρα στο έμβρυο) Τεχνητή (χορήγηση αντισωμάτων)
Παθητική ανοσοποίηση Μεταφορά προσχηματισμένων αντισωμάτων σε ένα άτομο Φυσική: μεταφορά μητρικών αντισωμάτων στο έμβρυο μέσω του πλακούντα ή του μητρικού γάλακτος Τεχνητή: παρεντερική χορήγηση αντισωμάτων ανθρώπινης ή ζωικής προέλευσης
Παθητική ανοσοποίηση - Ενδείξεις Συγγενείς ή επίκτητες διαταραχές των Β-κυττάρων Κίνδυνος επιπλοκών στην έκθεση στον λοιμογόνο παράγοντα, έστω και με την μορφή εμβολίου Ανάγκη άμεσης προστασίας ατόμου όταν δεν υπάρχουν τα χρονικά περιθώρια για την ενεργητική ανοσοποίησή του Προστασία από δηλητήρια (π.χ. δήγματα φιδιών ή εντόμων) Προστασία από νοσήματα για τα οποία δεν υπάρχουν ασφαλή εμβόλια (π.χ. RSV)
Παθητική ανοσοποίηση - Παρενέργειες Αντίδραση υπερευαισθησίας τύπου ΙΙΙ Παραγωγή IgΜ και IgG αντισωμάτων έναντι του χορηγηθέντος αντισώματος και δημιουργία ανοσοσυμπλεγμάτων, που ενεργοποιούν το συμπλήρωμα και εναποτίθενται στους ιστούς Γενικευμένη αναφυλακτική αντίδραση Παραγωγή IgE αντισωμάτων έναντι του χορηγηθέντος αντισώματος και δημιουργία ανοσοσυμπλεγμάτων, που προκαλούν αποκοκκίωση των μαστοκυττάρων
Ευχαριστώ για την προσοχή σας