Ugrás a tartalomhoz

Immunológia

Anna, Erdei, Gabriella, Sármay, József, Prechl (2012)

Medicina Könyvkiadó Zrt.

17. fejezet - 17. fejezet – Kórokozók ellen kialakuló immunválasz és vakcináció

17. fejezet - 17. fejezet – Kórokozók ellen kialakuló immunválasz és vakcináció

(Erdei Anna)

Könyvünkben a korábbiakban részletesen bemutattuk a veleszületett és az adaptív immunrendszer működésében résztvevő sejteket és molekulákat, továbbá megismertük az alapvető immunológiai folyamatok mechanizmusait. Ebben a fejezetben azt mutatjuk be, hogy mindezeket az eszközöket hogyan „használja” a szervezet a legkülönbözőbb kórokozók leküzdése érdekében.

Az evolúció során kialakult veleszületett és adaptív immunrendszer fő feladata a gazdaszervezet védelme a kórokozó baktériumok, vírusok, gombák és paraziták ellen (lásd 1. fejezet). Az ember és a környezetében élő patogének között folyamatos küzdelem zajlik, amelyben mindkét fél: a támadó mikroba és a gazdaszervezet egyaránt aktívan részt vesz. A magasabb rendűek immunrendszere „megtanult” védekezni a kórokozók ellen, és ezzel párhuzamosan a patogének is „kiismerték” az immunrendszer különböző felismerési és eliminációs mechanizmusait. Fontos szem előtt tartani, hogy a filogenetikai szelekció azoknak a kórokozóknak kedvez, amelyek a számukra kedvező életfeltételeket biztosító gazdaszervezeteket nem, vagy legalábbis nem túl korán pusztítják el. Ez az egyensúly meglehetősen labilis, részben a patogének változékonysága, részben pedig az ember általi beavatkozások – pl. gyógyszerek és védőoltások – miatt. Az egyensúly felborulása sok esetben a fertőzött egyed pusztulásával jár (lásd a kórokozók által okozott halálozások számát), ritkábban egy patogéntől való végleges vagy legalábbis véglegesnek látszó megszabadulást (lásd feketehimlő) eredményezi.

Szükséges megemlíteni azonban azt is, hogy számos mikroorganizmus – főként baktériumok és gombák – a magasabb rendű szervezetek fiziológiás mikrobiális flórájához tartoznak, élőbevonatot („biofilm”) képezve különböző testfelületeken. Egészséges szervezetben ezek nem patogének, sőt számos közülük nélkülözhetetlen a normális működés fenntartásához. Az emberben pl. kb. 1 kg-nyi, több mint 400 kommenzalista baktériumfaj él – többségük a vastag- és a csípőbélben (colon, ileum), de a bőr felületének védelmét biztosító biofilm mikrobái is idesorolhatók. A normális bélflóra fontos szerepe, hogy nem enged teret a patogén baktériumok megtelepedésének. Ezzel magyarázható, hogy a nem kellő körültekintéssel alkalmazott antibiotikum-kezelés nemcsak rezisztens törzsek kialakulásának kedvez (lásd box), de a kommenzalista bél-baktériumflóra elpusztításával lehetővé teszi patogének – pl. a hasmenést okozó toxint termelő Clostridium difficile – elszaporodását is. Ugyanakkor azonban korábban ártalmatlan mikrobák is kórokozóvá válhatnak egy szervezetben, ha a gazdaszervezet immunrendszere károsodik, és immunhiányos vagy immunszupresszált állapot alakul ki – ilyenkor lépnek fel az ún. opportunista fertőzések, mint pl. az AIDS esetében (lásd 20. fejezet). Egyes mikrobák azáltal is védik a gazdaszervezetet, hogy a káros fajokat elpusztító antibakteriális fehérjéket termelnek.

Baktériumok antibiotikum-rezisztenciája

Az 1940-es években felfedezett „csodagyógyszerek”, az antibiotikumok olyan természetes vagy (a későbbiekben mesterségesen előállított) szintetikus anyagok, amelyek megakadályozzák a baktériumok szaporodását, ill. elpusztítják azokat. A tetracyclin pl. a riboszómákhoz kötődik, a penicillin és a vancomycin a baktériumok sejtfalának szintézisét gátolja. E gyógyszerek egyre könnyebb elérhetősége, gyakran meggondolatlan alkalmazása elősegítette rezisztens baktériumtörzsekkialakulását és elterjedését bizonyos mikroközösségekben, pl. kórházakban. Az utóbbi években egyre gyakrabban bukkannak fel olyan törzsek, amelyek az eddig megismert több mint 100 féle antibiotikum közül többel szemben is ellenállóak. Ezeket nevezzük MDR (Multi Drug Resistant) törzseknek, melyek elsősorban a legyengült immunrendszerű egyedekben szaporodhatnak el, túlnőve az ártalmatlan mikrobákat. Rezisztens törzsek alakultak ki pl. a tuberkulózis már eltűntnek hitt kórokozója, a Mycobacterium tuberculosis, a húgyvezetékeket és az epeutakat fertőző Enterococcus faecalis és a tüdőgyulladást és vérmérgezést okozó Pseudomonas aeruginosa esetében. Az antibiotikumoknak ellenálló törzsek különböző rezisztenciagéneket hordoznak, így pl. olyanokat, amelyek molekuláris pumpákat kódolnak, vagy olyan enzimeket, amelyek lebontják az antibiotikumot. Ezek a gének gyakran transzpozonokba épülnek be, így fokozva a rezisztencia elterjedését.

Megjegyezzük, hogy a természetes antibiotikumok közé sorolhatók a veleszületett immunrendszer részeként működő antimikrobiális peptidek is, melyek a kórokozó felismerésekor szabadulnak fel alacsonyabb rendű fajok különböző sejtjeiből (lásd Drosophila, Limulus – 15. fejezet), és a magasabb rendűekben is jelentősek az azonnali védelem során – pl. a granulocitákból felszabaduló defenzinek (lásd 1. fejezet.)

A patogénnel való fertőződés fokozott előfordulása

Környezetünk korábbiakhoz képest jelentősen felgyorsult megváltozása következtében olyan teher nehezedik immunrendszerünkre, amilyen az emberiség kialakulása óta talán még soha. E tényezők közé sorolható a Föld népességének rohamos növekedésével kialakuló túlzsúfolt városok kialakulása, az intenzív állattartás a fokozott mennyiségű élelem előállítása érdekében, az egyre nagyobb méreteket öltő szegénység, a rossz higiénés körülmények és szexuális szokások. Az emberek jelentős része nagyvárosokban lakik, ahol az életkörülmények egyrészt jelentősen megváltoztatták a kórokozókkal való találkozás és együttélés jellegét, másrészt megfosztották a „partnereket” az adaptációhoz szükséges időtől. A repülőgép emberek sokaságát viszi nagy távolságokra rövid idő alatt, és ezzel olyan kórokozókat is szállít egyik kontinensről a másikra, amilyenek korábban egy adott, viszonylag izolált környezetben nem fordultak elő. A sűrűn lakott nagyvárosokban az emberek könnyen fertőzik meg egymást a különböző patogénekkel, közöttük olyanokkal is, amelyek új mutációk eredményeként éppen a körülmények hatására, ill. azokhoz alkalmazkodva fejlődtek ki. Jó példa az immunrendszert ért új kihívásokra a HIV, a Legionellabaktérium, a Lyme-kórt okozó spirochéta (lásd box), vagy a minden évben megváltozott formában támadó influenzavírus, de ide sorolhatjuk egyes kórokozók gyógyszerrezisztenssé vált törzseit is (lásd box). A régi és az új kórokozók leküzdése érdekében egyaránt nagyon fontos a patogének és az immunrendszer kapcsolatának, sokrétű kölcsönhatásának megismerése.

A Borrelia burgdorferi által okozott Lyme-kór

Először 1975-ben, az amerikai Lyme városban írták le ezt a fertőzést, amely 2-3 héttel a kullancs-csípést követően alakul ki, és növekvő méretű (akár 30–50 cm átmérőjű), kör alakú, a kerületén piros kiütésként jelenik meg. A kór tüneteit a Borrelia burgdorferi spirocheta ellen kialakuló immunválasz okozza. A baktérium ostorának egyik fehérjemolekulája ellen termelődő ellenanyag a fertőzés után 2-3 héttel kimutatható, de az antitest nem biztosít védelmet a Lyme-kór kialakulása ellen. A kórokozóhoz kötődő ellenanyag jól aktiválja a komplementrendszert, aminek következtében gyulladás alakul ki. Antibiotikummal (penicillinnel és tetracyclinnel) – amely megakadályozza a kórokozó elszaporodását a szervezetben –, gátolható a kór kialakulása.

A történelmi idők során a különböző patogének által okozott számos járványról tudósítottak a korabeli beszámolók (lásd pl. az influenzavírus által okozott epidémiák és pandémiák, 17.1. ábra), és sajnos évente több millió ember hal meg még ma is különböző fertőzések következményeként. A fejlődő országokban a halálesetek legnagyobb részét jelenleg is különböző, elsősorban paraziták (pl. malária) által okozott fertőző betegségek okozzák. A védőoltások és a különböző gyógyszerek egyre szélesebb körű alkalmazása jelentősen csökkenti a halálesetek számát, ugyanakkor számos esetben újabb, a gyógyszereknek ellenálló patogéntörzsek alakulnak ki, mint pl. a Mycobacterium tuberculosis esetében. Nemcsak az emberek között, hanem az állatok körében is lezajlanak járványok, amelyek számos esetben nemcsak a gazdaságra, hanem a környezetre is nem kívánt hatással vannak.

17.1. ábra. Az influenza A vírus járványt, ill. pandémiát okozó altípusainak megjelenése az 1900-as évektől kezdődően. Három hemagglutinin-altípust (H1, H2, H3) és két neuraminidáz-altípust (N1, N2) tartalmazó vírust azonosítottak eddig az emberi populációban. A legsúlyosabb világméretű járvány (pandémia), a H1N1 vírus által okozott ún. „spanyolnátha” mintegy 40 millió ember halálát okozta 1917-18-ban. (A pandémiát okozó vírusokat vörös, az endémikus járványt okozó vírust sárga színű háttérrel jeleztük.) A 2009-es H1N1 – noha a legenyhébb lefolyású, de világjárvány volt – a WHO (World Health Organization) minősítése alapján.