1

PODSTAWY IMMUNOLOGII INFEKCYJNEJ. IMMUNOPROFILAKTYKA ZAKAŻEŃ

BAKTERYJNYCH I WIRUSOWYCH. IMMUNOGLOBULINY I SUROWICE

ODPORNOŚCIOWE.

Układ immunologiczny człowieka charakteryzuje:



zdolność rozpoznania czynnika infekcyjnego (antygenu) jako obcego ustrojowi i

uruchomienia odpowiednich reakcji



zdolność współdziałania komórek zaangażowanych w obronę



pamięć immunologiczna po przebytym kontakcie

Odporność przeciwzakaźna jest jednym z podstawowych mechanizmów umożliwiających

organizmowi funkcjonowanie w warunkach środowiska naturalnego.

ANTYGENY wykazuję dwie cechy: immunogenność tj. zdolność do wywołania odpowiedzi

immunologicznej oraz antygenowość tj. zdolność do swoistego reagowania z przeciwciałami oraz

receptorami limfocytów T.

Ze względu na występowanie powyższych cech, wyróżnia się dwa typy antygenów:

 immunogeny - posiadające obie wymienione cechy

 hapteny - wykazujące tylko antygenowość

Na układ odpornościowy składają się: komórki, przeciwciała, cytokiny i czynniki wzrostu – zarówno

w narządach i tkankach, jak i krążące we krwi obwodowej.

Rozwój i różnicowanie podstawowych komórek układu odpornościowego – limfocytów, odbywa się

przede wszystkim w pierwotnych narządach limfatycznych tj. grasicy i szpiku kostnym.

Limfocyty T dojrzewają w grasicy, natomiast limfocyty B w szpiku kostnym.

Mechanizmy odpornościowe - podział

ODPORNOŚĆ NIESWOISTA (WRODZONA, NATURALNA)

ODPORNOŚĆ SWOISTA (NABYTA)

Odporność nieswoista (naturalna, wrodzona)

 bariery mechaniczne (skóra, błony śluzowe układu pokarmowego, oddechowego, moczowo-

płciowego)



bariery czynnościowe (perystaltyka jelit, aparat rzęskowy dróg oddechowych, wydzielanie

śluzu przez nabłonek, kaszel, kichanie)

2

 bariery chemiczne (kwasy tłuszczowe na powierzchni skóry, enzymy - lizozym, pepsyna,

kwas solny żołądka, peptydy o działaniu antybakteryjnym)

 bariery mikrobiologiczne (fizjologiczna flora bakteryjna)



przeciwciała IgA wytwarzane przez limfocyty B (obecne w wydzielinie śluzowo-surowiczej

nabłonka)

Elementy odporności nieswoistej działają po przerwaniu ciągłości zewnętrznych barier ochronnych

Działanie to ukierunkowane na powszechnie występujące antygeny patogenów np.:



dwuniciowy RNA replikujących się wirusów



peptydoglikan ściany komórkowej bakterii



lipopolisacharyd (LPS) ściany komórkowej bakterii Gram-ujemnych



kwas lipotejchojowy ściany komórkowej bakterii Gram-dodatnich

 polisacharydy bakterii



białka ściany komórkowej bakterii



oligosacharydy zawierające mannozę ściany komórkowej drożdży

MAKROFAGI



zasiedlają wszystkie tkanki i narządy



działają jako komórki fagocytarne



prezentują antygeny limfocytom T



wydzielają cytokiny

Działają na pograniczu odporności nieswoistej i swoistej – umożliwiają zapoczątkowanie i

właściwy rozwój swoistej odpowiedzi immunologicznej.

GRANULOCYTY OBOJĘTNOCHŁONNE (NEUTROFILE)



główne komórki odpowiedzialne za proces zapalny indukowany zakażeniem bakteryjnym



przemieszczają się w kierunku bodźca pochodzącego z ogniska zapalnego (chemotaksja)



działają jako komórki fagocytarne

KOMÓRKI NK (NATURALNE KOMÓRKI CYTOTOKSYCZNE)



krążą w krwiobiegu, zasiedlają też różne tkanki



zabijają komórki zakażone wirusem, indukują apoptozę



wydzielają interferon gamma (IFN-γ) – działają na makrofagi i limfocyty Th

KOMÓRKI DENDRYTYCZNE



występują w skórze i tkankach limfatycznych

3



prezentują antygeny limfocytom Th



przechowują na swojej powierzchni nienaruszone antygeny umożliwiając ich wiązanie przez

limfocyty B

UKŁAD DOPEŁNIACZA



grupa ok. 30 białek surowicy i płynów tkankowych



białka są aktywowane łańcuchowo przez kompleks antygen-przeciwciało



wykazuje aktywność bakteriolityczną i cytolityczną (pierwotniaki, komórki zakażone

wirusem) – tworzenie kanałów w błonie komórkowej



wykazuje aktywność chemotaktyczną wobec neutrofilów



aktywuje komórki żerne (zwiększa ich właściwości fagocytarne)

Odpowiedź immunologiczną dzielimy na:



humoralną - polega na wytworzeniu i uwolnieniu do krwi i płynów ustrojowych przeciwciał

przez limfocyty B i komórki plazmatyczne



komórkową - charakteryzuje się gromadzeniem wokół antygenu komórek, głównie

limfocytów T, które bezpośrednio reagują z antygenem, a poprzez m.in. uwalnianie substancji

zwanych cytokinami wciągają do odpowiedzi immunologicznej także makrofagi oraz

granulocyty

Odporność swoista (nabyta, adaptacyjna)

 Limfocyty T

• warunkują odpowiedź typu komórkowego, a także współdziałają z limfocytami B w

odpowiedzi typu humoralnego

• rozróżniamy trzy główne klasy komórek T:

- cytotoksyczne (rozpoznają i niszczą komórki z obcym antygenem)

- pomocnicze (uwalniają związki aktywujące odpowiedź immunologiczną lub ją

wzmacniającą)

- supresorowe (hamują odpowiedź immunologiczną, uwalniają cytokiny, które hamują

aktywność innych komórek T i komórek B)

 Limfocyty B

• wiążą wolne antygeny

• prezentują antygeny limfocytom T

• różnicują się do komórek plazmatycznych syntetyzujących przeciwciała

4

PRZECIWCIAŁA (IMMUNOGLOBULINY) są to substancje białkowe wytwarzane przez

limfocytach B i plazmocytach, które są zdolne do swoistego łączenia się z antygenem.

Budowa immunoglobuliny – składa się z 4 łańcuchów polipeptydowe: 2 identyczne łańcuchy ciężkie

(H) i 2 identycznych łańcuchów lekkich (L), związanych między sobą mostkami disiarczkowymi.

Każdy łańcuch zawiera część stałą oraz część zmienną.

Fragment Fab immunoglobuliny to fragment wiążący antygen

Fragment Fc (fragment krystalizujący)

Klasy immunoglobulin:

IgM – nie przechodzą przez łożysko, obecność przeciwciał IgM w surowicy noworodka świadczy o

zakażeniu wewnatrzmacicznym, płód ma zdolność syntetyzowania własnych IgM

IgG – przechodzą przez łożysko

5

Klasy immunoglobulin

IgA

odgrywają rolę w mechanizmach odpornościowych w obrębie
błon śluzowych przewodu pokarmowego, dróg oddechowych,
układu moczowo-płciowego, zapobiegają kolonizacji patogenów

IgD

działanie niezbyt dokładnie zbadane, odgrywają rolę jako
receptory na limfocytach B dla antygenów

IgE

odpowiedzialne za reakcje alergiczne, wiążą się z receptorami
Fc

na powierzchni komórek tucznych, powodując ich

degranulację i uwolnienie histaminy, odgrywają rolę w
zwalczaniu pasożytów

IgG

główne przeciwciało odpowiedzi wtórnej na zakażenie bakteryjne
i wirusowe

IgM

wydzielane wcześnie w przebiegu reakcji immunologicznej,
eliminują patogeny we wczesnych stadiach odporności zależnej
od limfocytów B, zanim zostaną wyprodukowane wystarczające
ilości IgG

ODPOWIEDZ IMMUNOLOGICZNA PODCZAS ZAKAŻENIA BAKTERIAMI



zależy od budowy ściany komórkowej oraz cyklu rozwojowego drobnoustroju (zewnątrz- lub

wewnątrzkomórkowy)

 BAKTERIE ROZWIJAJĄCE SIĘ ZEWNĄTRZKOMÓRKOWO są eliminowane przede

wszystkim w wyniku produkcji swoistych przeciwciał, powstające kompleksy

immunologiczne (antygen-przeciwciało) są fagocytowane przez komórki żerne, aktywują

białka dopełniacza oraz mediatory stanu zapalnego. Przeciwciała neutralizują endo- i

egzotoksyny oraz enzymy bakteryjne, uniemożliwiając namnażanie komórek bakteryjnych. W

wyniku opłaszczania i unieruchamiania komórek bakteryjnych przez przeciwciała dochodzi

do powstrzymania inwazji i eliminacji drobnoustrojów.

 BAKTERIE ROZWIJAJĄCE SIĘ WEWNĄTRZKOMÓRKOWO dzięki zdolności

namnażania się w fagosomach są oporne na neutralizujące działanie przeciwciał. Odpowiedź

immunologiczna w tych zakażeniach zależy głównie od odpowiedzi komórkowej, podobnie

jak w zakażeniach wirusowych. Dominującą rolę odgrywają limfocyty T cytotoksyczne oraz

INF-γ aktywujący makrofagi oraz przewlekłą reakcję zapalną.

 w swoistej odpowiedzi na ZAKAŻENIE WIRUSOWE obok limfocytów cytotoksycznych

istotną rolę odgrywają przeciwciała neutralizujące głównie IgA oraz IgG

Pierwotna i wtórna odpowiedź immunologiczna

 pierwotna odpowiedź immunologiczna – aktywacji podlegają dziewicze limfocyty T i B

6

• rozwija się wolno

• przeważają przeciwciała o niskiej swoistości (IgM)

 wtórna odpowiedź immunologiczna – kiedy dochodzi do pobudzenia antygenami, z którymi

wcześniej układ odpornościowy miał kontakt

• zależna jest od komórek pamięci (limfocytów T i B)

• pojawia się szybciej

• przeważają przeciwciała o wysokiej swoistości (IgG)

• nie ma praktycznie wpływu na limfocyty dziewicze

Pamięć immunologiczna

 gwarantuje szybką i sprawną odpowiedź organizmu na antygen działający po raz drugi,

bardziej skuteczna i efektywną, niż przy pierwszym kontakcie

 limfocyty B pamięci

• powstają w trakcie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej

• ich receptory immunoglobulinowe mają większe powinowactwo do antygenu

• łatwiej ulegają aktywacji

• dłużej żyją

 limfocyty T pamięci

• powstają w trakcie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej

• ich receptory immunoglobulinowe mają takie samo powinowactwo do antygenu jak receptory

dziewiczych limfocytów T

• charakteryzują się zwiększoną ekspresją cząsteczek powierzchniowych biorących udział w

adhezji do komórek prezentujących antygen

- łatwiej ulegają aktywacji

- szybciej proliferują

- wydzielają więcej cytokin

SZCZEPIONKI są to preparaty biologiczne zawierające odpowiednio przygotowane

drobnoustroje lub ich toksyny. Po wprowadzeniu do organizmu człowieka powodują

wytwarzanie czynnej odporności, skierowanej przeciwko antygenom zawartym w

szczepionce.

KLASYFIKACJA SZCZEPIONEK

 ze względu na swoistość

szczepionki monowalentne

szczepionki poliwalentne

 ze względu na formę antygenu

7

szczepionki atenuowane

szczepionki inaktywowane

szczepionki zawierające produkty metabolizmu komórek bakteryjnych, fragmenty

komórek drobnoustrojów (szczepionki podjednostkowe), antygeny rekombinowane

otrzymywane metodami inżynierii genetycznej

 ze względu na postać preparatu

szczepionki płynne

szczepionki suche

 ze względu na drogę podania

doustne/donosowe

podskórne/śródskórne

domięśniowe

OTRZYMYWANIE SZCZEPIONEK - wytwarzanie szczepionki polega na zmianie właściwości

drobnoustroju lub jego produktów w taki sposób, aby nie były one toksyczne dla ustroju, ale

jednocześnie zachowywały immunogenność czyli zdolność wywołania swoistej reakcji

immunologicznej proces pozbawienia właściwości chorobotwórczych (zjadliwości, wirulencji)

drobnoustroju nazywa się ATENUACJĄ

SZCZEPIONKI - skład

IMMUNOGEN / IMMUNOGENY, substancje pomocnicze, adiuwanty, środki konserwujące, śladowe

ilości różnych substancji stosowanych w trakcie procesu produkcyjnego (zapewniają stabilność

preparatu, zwiększają jego immunogenność oraz chronią przed zanieczyszczeniem drobnoustrojami)

szczepionki w postaci płynnej zawierają również wodę do iniekcji lub płyn fizjologiczny, w której

rozpuszczone są pozostałe komponenty preparatu ADIUWANTY

substancje stosowane w szczepionkach w celu przyśpieszenia i zwiększenia dynamiki odpowiedzi

immunologicznej, obecnie licencjonowanymi adiuwantami stosowanymi w szczepionkach są związki

glinu, takie jak wodorotlenek glinu, siarczan glinu lub fosforan glinu.

SZCZEPIONKI ATENUOWANE

 zawierają żywe drobnoustroje szczepów atenuowanych (odzjadliwionych), które zachowują

właściwości antygenowe

 stymulują pełną odpowiedz immunologiczną (humoralną i komórkową)

 bakteryjne: szczepionka BCG

 wirusowe: szczepionka przeciwko polio (szczepionka Sabina), odrze, śwince,

różyczce (MMR), ospie wietrznej

SZCZEPIONKI INAKTYWOWANE

8

 mogą zawierać całe zabite drobnoustroje lub ich fragmenty (komórki bakterii lub cząsteczki

wirusowe), które nie posiadają zdolności namnażania się w organizmie

 nie wywołują pełnej odporności, dlatego konieczne jest podawanie ich wielokrotnie

 bakteryjne: szczepionki przeciwko krztuścowi (wchodząca w skład szczepionki skojarzonej

DTP), szczepionka przeciw durowi brzusznemu, cholerze, polio (szczepionka Salka)

 wirusowe: szczepionka przeciw grypie, wzw A, wściekliźnie

SZCZEPIONKI ZAWIERAJĄCE PRODUKTY METABOLIZMU KOMÓREK

BAKTERYJNYCH

 szczepionki zawierające odpowiednio przetworzone metabolity

TOKSOIDY (anatoksyny) - odpowiednio przygotowane toksyny bakteryjne pozbawione

właściwości toksycznych przy zachowaniu właściwości immunogennych np. toksoid tężcowy, toksoid

błoniczy

SZCZEPIONKI PODJEDNOSTKOWE

 zawierają jeden lub więcej elementów drobnoustroju

 przykłady: szczepionka przeciwko Haemophilus influenzae typu b, w której skład wchodzi

antygen wielocukrowy skojarzony z nośnikiem białkowym, szczepionki meningokokowe i

pneumokokowe

SZCZEPIONKI POLISACHARYDOWE

 wielocukrowa (polisacharydowa) otoczka wytwarzana przez liczne bakterie – antygen

szczepionkowy, który jest skoniugowany z białkiem

 przykłady: szczepionki przeciw zakażeniom pneumokokowym, meningokokowym,

wywołanym przez Haemophilus influenzae typu b

SZCZEPIONKI REKOMBINOWANE

 otrzymywane na drodze inżynierii genetycznej

 wytwarzanie polega na izolacji z drobnoustroju fragmentu jego genomu kodującego białko

stanowiące antygen, który wzbudza odpowiedź odpornościową

 przykład: szczepionka przeciwko WZW typu B, zawierająca białka HBV

SZCZEPIONKI SKOJARZONE

 zawierają różne drobnoustroje lub antygeny pochodzące z różnych drobnoustrojów

 uodparniają przeciwko kilku chorobom zakaźnym jednocześnie

 przykłady:

- szczepionka DTP uodparniająca przeciwko błonicy, tężcowi i krztuścowi, w skład jej

wchodzi toksoid błoniczy, toksoid tężcowy oraz zawiesina zabitych pałeczek Bordetella

9

pertussis

- szczepionka DT lub Td uodparniająca przeciwko błonicy i tężcowi

- szczepionka TyTe uodparnia przeciwko durowi brzusznemu i błonicy, zawierająca

zabite pałeczki Salmonella typhi i toksoid błoniczy

- szczepionka MMR uodparniająca przeciwko odrze, śwince i różyczce

Przeciwwskazania do szczepień

 ostre stany chorobowe, zaostrzenia choroby przewlekłej, przebiegające z gorączką > 38,5°C

 pierwotne i wtórne niedobory odpornościowe, wykluczające stosowanie szczepionek

atenuowanych zawierających żywe drobnoustroje

 nadwrażliwość na składniki używane do produkcji szczepionki

 ciąża (dotyczy głównie pierwszego trymestru, przede wszystkim szczepionki atenuowane,

głównie przeciw różyczce)

Niepożądanie odczyny poszczepienne

 odczyny miejscowe (obrzęk, zaczerwienienie, bolesność, powiększenie okolicznych węzłów

chłonnych, ropnie)

 objawy ze strony układu nerwowego (drgawki, zapalenie mózgu i opon mózgowo-

rdzeniowych)

 inne objawy: alergie, gorączka > 39°C, stany hipotensyjne

Autoszczepionki

 szczepionki przygotowane z zabitych bakterii, uprzednio izolowanych z ogniska zakażenia od

chorego i stanowiących odpowiedzialny za to zakażenie czynnik etiologiczny

 ich stosowanie ma na celu podniesienie odporności organizmu

Szczepionki bodźcowe

 heterogenna grupa preparatów o niespecyficznym działaniu immunostymulującym,

stosowanych profilaktycznie i leczniczo

 zawierają inaktywowane termicznie bakterie, lizaty bakteryjne, ekstrakty komórkowe

(peptydoglikany, lipopolisacharydy) lub izolowane organella komórkowe (rybosomy)

 działanie ich polega na pobudzaniu aktywności układu makrofagów, układu dopełniacza czy

substancji bakteriobójczych obecnych w surowicy, zwiększenie liczby limfocytów T

Surowice odpornościowe (immunoglobuliny)

10

 biopreparaty zawierające przeciwciała

 służą do uodporniania biernego

 stosuje się u osób już zakażonych, u których układ immunologiczny nie jest w stanie

wytworzyć przeciwciał