МФК-2014 ВВЕДЕНИЕ В ИММУНОЛОГИЮ Логика иммунных процессов ГАРИБ Фируз Юсуфович доктор медицинских наук профессор [email protected] +(909) 650-39-69 Кафедра иммунологии МГУ 10.09.2014 1. Возбудители инфекционных заболеваний у человека Вирусы Прионы Бактерии Грибы Простейшие Синонимы: Возбудитель болезни Инфекционный агент Паразит Патоген Проявления инфекции Клинически выраженное заболевание (манифестная форма) Латентное (скрытое) течение Носительство инфекции Инфекционная болезнь чаще всего протекает циклически, ее развитие проходит через ряд этапов: o инкубационный, o продромальный, o нарастания симптомов, o разгара болезни, o угасания клинических проявлений болезни, o выздоровления (реконвалесценции). Натуральная оспа В мире от оспы погибло больше 300 млн человек Похороны жертв чумы в Турне («Burying Plague Victims of Tournai») Фрагмент иллюстрации из рукописи, называемой «Хроники Гилля Майзета» («Annals Gilles de Muisit», 1272–1352 гг.), настоятеля монастыря святого праведника Мартина. Рукопись хранится в Библиотеке короля Альберта I, Брюссель. Показанные художником события относятся к чуме «черной смерти» в бельгийском городе Турне в 1349 г. Иллюзия победы над миром микробов • В середине ХХ века возникла иллюзия возможности полного искоренения инфекционных болезней. Поводом для этого были выдающиеся открытия Создание методов иммунодиагностики инфекций Создание антибактериальных и противовирусных препаратов Разработка вакцин и лечебных сывороток Искоренена натуральная оспа, взята под контроль заболеваемость брюшным тифом, чумой, холерой, сыпным тифом. Стали управляемыми дифтерия, полиомиелит, корь, коклюш, эпидемический паротит. Заболеваемость и смертность от инфекций снизилась в сотни раз! Горькие плоды иллюзий • У мирового сообщества появилась уверенность, что инфекционные болезни уже не представляют реальной угрозы. Потому системы эпидемиологического надзора перестали быть приоритетными. • Однако, события последующих десятилетий убедительно свидетельствовали, что остановить процесс распространения инфекционных заболеваний не удалось. • Сосуществование мира микробов с человечеством вступило в новую фазу. Новые и глобальные инфекции (40 инфекций за 35 лет после ликвидации оспы) Вирус Эбо́ла • Общее название для вирусов, вызывающих геморрагическую лихорадку Эбола у высших приматов. Вирус Эбола стал причиной нескольких широко освещённых эпидемий со времени открытия вируса в 1976 г. • В настоящий момент ситуация с распространением болезни Эбола по территории Африки близка к катастрофической. Лихорадка Эбола Симптомы • Для лихорадки Эбола характерны внезапное повышение температуры, выраженная общая слабость, мышечные и головные боли, а также боли в горле. Зачастую это сопровождается рвотой, диареей, сыпью, нарушением функций почек и печени, а в некоторых случаях как внутренними, так и внешними кровотечениями. Лабораторные тесты выявляют низкие уровни белых кровяных клеток и тромбоцитов наряду с повышенным содержанием ферментов печени. • Инкубационный период составляет 2-20 дней 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Острая респираторная инфекция 3 905 000 Туберкулез 3 000 000 Диарея (в т.ч. дизентерия) 2 473 000 Малярия 1 500 000 - 2 700 000 СПИД 1 500 000 Гепатит B 1 156 000 Корь 1 010 000 Коклюш 355 000 Столбняк 310 000 Трипаносомоз (сонная болезнь) 150 000 Общее количество умерших от инфекций ≈ 17 миллионов (при 59 миллионах ежегодных смертей во всем мире). Портреты «знаменитых» патогенов Вирус гриппа Микобактерия туберкулеза Сальмонелла Малярийный плазмодий ВИЧ/СПИД Вирус гепатита В Вирус кори Бордетелла (коклюш) Клостридия столбняка Трипаносома Вирус герпеса Трихомонус Прионы- возбудители губчатой энцефалопатии, старческого слабоумия, болезни Альцгеймера и др. • Губчатое поражение мозга при прионовой инфекции До 70-х годов доминировали бактериальные инфекции, но к концу прошлого столетия главенствующими стали вирусные инфекции. ВИЧ- инфекция приобрела глобальное распространение и создала реальную угрозу существования человечества СПИД Словно бы заглянув в грядущее столетие мировых войн, революций и экологических бедствий, автор, отрицает возможность их преодоления Крик Эдвард Мунк 1893 ВИЧ-инфицированные матери заражают до 10 % новорожденных! При ВИЧ-инфекции заболевание развивается у 4-10 % инфицированных детей Основные функции иммунной системы Главная функция системы иммунитетаэто защита организма от чужеродных и опасных агентов - инфекций и опухолей Кроме того, иммунная реакция развивается против неинфекционного материала - генетически чужеродного - растительного и животного происхождения и даже собственного –аутоантигенов! Основные лимфоидные органы и ткани Лимфатическая система человека • Иммунный ответ против микробов происходит в лимфатических узлах и селезенке Клетки-участники иммунных реакций Дендритная клетка Лимфоцит Иммунитет Способность организма распознавать и удалять «чужое» С.А.Недоспасов Маркеры «своего»- молекулы HLA I класса Эпителиальная клетка Мышечная клетка HLA HLA I класса I класса Нервная клетка Лейкоцит Функции клеток иммунной системы • • • • • • • • • Фагоциты (мононуклеары и полинуклеары) распознают, поглощают и разрушают патогенные микрорганизмы и антигены Дендритные клетки презентуют антигенные детерминанты Т- и В-клеткам, определяют тип ответа-клеточный, гуморальный, воспалительный, толерантный В- и Т-лимфоциты специфически распознают, разрушают зараженные клетки, микробы, опухоли и сохраняют иммунную память В- и плазматические клетки производят антитела Т-лимфоциты хелперы содействуют разным типам ответа: – Th17-воспалительному; – Th1-клеточному (макрофагально-цитотоксическому); – Th2- гуморальному (антительному) Т-регуляторные клетки (Treg) подавляют, т.е. выключают ответ, содействуют поддержанию толерантности к аутоантигенам Цитотоксические Т-клетки (Т-киллеры, CTL) разрушают собственные клетки организма, которые заражены вирусами или другими внутриклеточными паразитами Натуральные киллеры (NK-клетки) распознают и разрушают зараженные и опухолевые клетки Базофилы, тучные клетки, нейтрофилы и тромбоциты индуцируют воспаление в тканях Виды иммунитета Факторы врожденного иммунитета Макрофаг, фагоцитирующий бактерии. Фагоциты происходят от амеб и имеют возраст 3 миллиарда лет! Нобелевский лауреат Илья Ильич МЕЧНИКОВ (1845—1916) с любящей супругой Ольгой Нобелевская медаль Мечникова (1908 г.) Система мононуклеарных фагоцитов «Силы быстрого реагирования» Атака натурального киллера на клетку, не экспрессирующую молекулы МНС I класса Активи рующи й рецепт ор Ингибирующий рецептор Нормальная клетка Зараженная вирусом клетка Удаление вирусом лиганда для ингибирующего рецептора натурального киллера Ранние этапы воспалительного ответа БАКТЕРИИ Выход лейкоцита из сосуда Врожденный и адаптивный иммунный ответ Дендритные клетки и макрофаги процессируют и презентуют характерные молекулярные структуры патогенов - антигены Т-лимфоцитам Сроки реагирования на патоген в реакциях врожденного и адаптивного иммунитета ВРОЖДЕННЫЙ АДАПТИВНЫЙ В-КЛЕТКИ АНТИТЕЛА ВРОЖДЕННЫЙ ИММУНИТЕТ Т-Т- КИЛЛЕРЫ Т- КЛЕТКИ ЧАСЫ ДНИ Главные парадигмы: 1.Врожденный – (адаптивный) приобретенный 2.Гуморальный – клеточный С.А.Недоспасов Локализация патогенов в клетке Внеклеточная Внутриклеточная: Эндосомальная Цитоплазматическая Адекватный тип иммунного ответа Гуморальный Клеточный-воспалительный (Тh1- Клеточный-цитотоксический (Th2-клетки, В-клетки, антитела) клетки, цитокины, макрофаги) (Цитотоксические Т-лимфоциты) Защита от патогенов: бактерий, вирусов, микобактерий, трипаносом, простейших, грибов, глист лейшманий, легионелл, йерсиний и т.д. вирусов, риккетсий, хламидий, лямблий и т.д. А.А.Ярилин, 2010 Динамика адаптивного иммунного ответа против микробов Врожденный и адаптивный иммунный ответ против вирусов Фибробласты Гемопоэз Эндотелиальные клетки TNF IL-1 TGF PDGF Гипоталамус TNF IL-1 ДК / Макрофаг M-CFS, TNF, GM-CFS, G-CFS, IL-1, IL6,11,12 IL-1,6, TNFa Нейтрофил IL-1, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-15, IFNab, TNFa IL-8, TNFa IL-3,4,10,13, IFNγ, TNFb Покоящийся Тh IL-10,4 Активированный Влимфоцит IL-3,6,7, GM-CSF. Стволовая клетка IL-3,4,10 IL-3, 5 Покоящийся Влимфоцит Эозинофил IFNγ, IL-2,12,15 IL-4 TGFb, IL-2,4,5,13, IFNg, В-клетка памяти IL-6 Тучная клетка IL-12 Активированный Тh NK IL-2 IL-2 IL-2, IL-7, IL-15, IL-2 Т киллер Плазматич. клетка Treg Т-клетка памяти А.П. Ризопулу, О. Лавриненко, 2013 Внимание! Подготовка адаптивного иммунного ответа на патогены ведется постоянно, что проявляется в формировании Т- и В-лимфоцитов с многочисленными антигенспецифическими рецепторами к патогенам Удаление аутореактивных В- и Т- клеток Постоянно до контакта с антигеном из зародышевой клетки образуется множество лимфоцитов с рецепторами к разным антигенам, в т.ч. и к аутоантигенам. Аутореактивные Т- клетки удаляются в тимусе, а аутореактивные В-клетки удаляются в костном мозге при негативных селекциях. Остаются лимфоциты с рецепторами к «чужим антигенам», которые формируют клон лимфоцитов, специфичных к определенной антигенной детерминанте Клиническая иммунология • • • • • • • • • Иммунные реакции против патогенов Инфекции иммунной системы Первичные и вторичные иммунодефициты Иммунопатология Гипервоспаление Аллергия Опухолевый рост Осложненная беременность Трансплантации органов и тканей и др. • Иммунодиагностика • Иммунокоррекция • Иммунопрофилактика- вакцины, сыворотки и др. Профилактика и лечение иммунологических болезней • • • • • • • • • • • Иммуноглобулины Цитокиновая терапия Перенос генов Глюкокортикоиды Нестероидные противовоспалительные средства Антигистаминные препараты Иммунотерапия аллергических болезней Иммуномодуляторы Антагонисты протеинкиназы Моноклональные антитела Вакцины Генная ДНК-вакцина индуцирует синтез микробных антигенов в организме человека и вызывает иммунитет Моноклональные антитела нейтрализуют конкретные патогенные молекулы организма, например, поддерживающие хроническое воспаление при ревматоидном артрите Мышиная вариабельная зона связывается с CD20 на В-клетках Ритуксимаб (Мабтера) химерные (человек-мышь) моноклональные антитела к СD 20 рецептору Человеческий каппа-содержащий регион Человеческий IgG1 ПРИВЫЧНОЕ НЕВЫНАШИВАНИЕ БЕРЕМЕННОСТИ ВЫЗВАНО НЕДОСТАТОЧНОЙ ТОЛЕРАНТНОСТЬЮ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ МАТЕРИ ПО ОТНОШЕНИЮ К ПЛОДУПЛОД ОТТОРГАЕТСЯ Клеточный микрохимеризм- обмен клетками матери и ребенка при беременности Вероятная польза Для ребенка - зрелые иммунокомпетентные клетки матери способствуют созреванию и «обучению» иммунной системы Для матери - клетки ребенка, проникшие в материнский организм, способствуют поддержанию толерантности матери к антигенам плода, что способствует сохранению беременности Вероятный вред для ребенка и матери -многолетнее носительство клеток с чужим генотипом может индуцировать аутоиммунную болезнь и неоплазии Врожденная мутация в гене гамма-цепи рецептора ИЛ-2 приводит к тяжелому комбинированному иммунодефициту, который устраняется переносом нормального гена со стволовыми клетками ребенка Срочная пересадка сердца, совместимого по HLA между донором и реципиентом «Усе готово, больной!» «Неожиданное» заключение При использовании эффективных вакцин блокируется распространение инфекций , поэтому, длительное отсутствие селективного давления возбудителей на популяции людей приводит к накоплению людей с дефектами иммунной системы. Частичные «победы», например избавление от чумы или оспы, с одной стороны-благо (сокращается смертность), а с другой стороны-беда (поскольку перестает работать естественный отбор). Тем самым создаются благоприятные условия для возвращения возбудителей инфекционных болезней, обычно не развивающихся у людей с эффективно функционирующей иммунной системой (туберкулез, проказа и др.). Появляются новые инфекции История биосферы учит, что микробную жизнь человек победить не может. А бороться надо! • Обама глубоко задумался над судьбой человечества, но… сломал палец в носу. Печально. Будем оптимистами! д.м.н. профессор Гариб Фируз Юсуфович Кафедра иммунологии биологического факультета МГУ [email protected]
© Copyright 2022 DropDoc
