21.5 Ónæmissvarið gegn sýklum
21.5 Ónæmissvarið gegn sýklum
Námsmarkmið
Eftir að hafa lokið þessum hluta átt þú að geta:
- Útskýrt hvernig starfshæfni ónæmiskerfisins þroskast
- Lýst ónæmissvari slímhúða
- Fjallað um ónæmissvör gegn bakteríum, veirum, sveppum og dýrasníkjum
- Lýst ólíkum leiðum sem sýklar nota til að komast undan ónæmissvörum
Nú þegar þú þekkir þroskun óreyndra, fullþroska B- og T-frumna og helstu hlutverk þeirra er næsta spurning hvernig frumur, prótein og frumuboðar vinna saman gegn sýkingu. Útkoman ræðst af sýklinum, sýkingarstaðnum og ástandi hýsilsins; ónæmissvarið getur eytt sýkli, haldið honum niðri eða jafnvel valdið hluta vefjaskaðans. Ósérhæfða svarið hefst fljótt og takmarkar oft fjölgun sýkils, en sérhæfða svarið þarf yfirleitt nokkra daga til klónfjölgunar og sérhæfingar. Tímabilið fyrstu 4 til 5 dagana er því gagnlegt einfalt dæmi en ekki algilt tímamark. Sermisvending merkir að sértæk mótefni verða fyrst greinanleg í sermi eftir sýkingu eða bólusetningu. Í sumum bráðum veirusýkingum fellur veirumagn um svipað leyti og mótefni mælast, en það er hvorki sjálf skilgreining sermisvendingar né örugg sönnun þess að einstaklingur sé að ná bata.
Sýking af völdum eyðniveiru manna (HIV) sýnir vel hvers vegna greina þarf sermisvendingu frá stjórn sýkingar (mynd 21.26). Sértæk HIV-mótefni verða greinanleg eftir bráðafasann og eru mikilvæg við greiningu. Veirumagn í blóði lækkar jafnframt frá upphafstoppi fyrir tilstilli margra ónæmisþátta, en mótefnin útrýma ekki HIV. Án andretróveirumeðferðar getur langvinn sýking smám saman fækkað CD4+-T-frumum og leitt til alnæmis og víðtækrar ónæmisbilunar; það jafngildir þó ekki því að allt sérhæfða ónæmiskerfið hverfi. Árangursrík meðferð bælir veirumagn og kemur hjá flestum í veg fyrir slíka framvindu.
Ónæmissvar slímhúða
Slímhúðir mynda stóran snertiflöt við umhverfið og eru mikilvægir varnartálmar. Seyti-IgA, og sums staðar IgM, getur bundið örverur og eiturefni í slími og hindrað viðloðun, inngöngu eða verkun þeirra. Hlutleysing merkir slíka hömlun á líffræðilegri virkni; hún krefst ekki þess að allur sýkillinn sé hulinn eða að binding við viðtaka verði bókstaflega ómöguleg. Hlutleysandi mótefni geta verndað í blóði, millifrumuvökva og seyti, en vernd bóluefna getur einnig byggst á öðrum mótefnaverkunum og T-frumum. Flest sprautuð inflúensubóluefni örva einkum kerfisbundið IgG-svar, en bóluefni gefin í nef geta einnig örvað staðbundið IgA-svar í öndunarvegum.
Í Peyers-þyrpingum smáþarma (sjá mynd 21.11) flytja sérhæfðar M-frumur, eða fellingarfrumur, agnir og mótefnavaka úr þarmaholi yfir þekjuna til ónæmisfrumna (mynd 21.27). Angafrumur geta tekið við efninu eða sýnataka þeirra farið fram með öðrum leiðum. Kynning og virkjun hefjast bæði í slímhúðartengdum eitilvef og í garnahengiseitlum; ferlið er því flóknara en að allar angafrumur flytji mótefnavakann fyrst í einn svæðiseitil.
Varnir gegn bakteríum og sveppum
Varnir gegn bakteríum byggjast á samverkandi kerfum sem ráðast af því hvort bakterían er utan frumna eða inni í þeim. Komplement, mótefni, daufkyrningar og stórætur ráða miklu gegn utanfrumubakteríum, en Th1- og stundum Th17-boð geta eflt frumubundnar varnir. Mycobacterium leprae, sem veldur holdsveiki, getur lifað inni í stórætum og Schwann-frumum og mótstaða hýsils ræðst að verulegu leyti af gerð frumubundins ónæmissvars. Virkjun stóræta með interferóni gamma (IFN-γ) frá Th1- og öðrum frumum eykur meðal annars myndun hvarfgjarnra súrefnis- og köfnunarefnissambanda, en árangurinn er hvorki algildur né háður nituroxíði einu.
Sveppavarnir byggjast einkum á varnartálmum, daufkyrningum, stórætum, mynsturgreiningu og Th17-/Th1-miðluðum boðum, en nákvæm samsetning fer eftir sveppategund og sýkingarstað. Aspergillus-, Candida- og Pneumocystis-sýkingar verða oft alvarlegastar þegar tilteknum ónæmisfrumum fækkar eða starfsemi þeirra skerðist, en Candida getur einnig valdið algengum yfirborðssýkingum hjá annars hraustu fólki. Bakteríur og sveppir hafa ólíka frumuveggi og sömu varnarkerfi verka því ekki á báða hópa með sama hætti.
Varnir gegn sníkjudýrum
Sníkjuormar hafa beitt sterku þróunarvali á ónæmiskerfi hryggdýra, en ekki er hægt að rekja slímhúðarvarnir, ofnæmi, astma eða rauðkyrninga til einnar frumorsakar. Ónæmissvar af gerð 2 gegn ormum getur falið í sér þekjuboð, og ILC2-frumur, interleukínin IL-4, IL-5 og IL-13, IgE, mastfrumur og rauðkyrninga. Slímmyndun, aukin þarmahreyfing og breytingar á þekju geta stuðlað að brottrekstri, en æðaleki einn „skolar“ ekki öllum lirfum út. Rauðkyrningar geta bundist IgE-húðuðu sníkjudýri með Fc-viðtökum og losað kornainnihald, en virkni þeirra er háð tegund og þroskastigi ormsins og getur einnig valdið vefjaskaða.
Varnir gegn veirum
Veiruvarnir sameina interferón og önnur ósérhæf boð, náttúrulegar drápsfrumur (NK-frumur), hlutleysandi mótefni, CD4+-hjálp og dráps-T-frumur. Mótefni verka einkum á veiruagnir og sýktar frumur utan frumuhimnunnar með hlutleysingu, áthúðun, komplementi eða Fc-viðtakamiðuðum áhrifum; þau komast almennt ekki frjálst inn í umfrymi. Sumar veirur draga úr eða trufla kynningu með I. flokki vefjasamræmisfléttu (MHC I), en það gerist ekki í öllum veirusýktum frumum og útilokar ekki allt T-frumusvar. NK-frumur vega saman merki um skort á eigin MHC I og önnur virkjandi eða hamlandi boð. Starf NK-frumna og dráps-T-frumna skarast og kerfin geta bætt hvort annað upp, en hvorug frumutegund greinir eða eyðir öllum sýktum frumum.
Interferón geta komið á veiruhamlandi ástandi og hægt á fjölgun veira, en áhrif þeirra ráðast af interferóngerð, veiru og sjúkdómsstigi. Pegýlerað interferón er enn notað í afmörkuðum tilvikum við lifrarbólgu B, en beinverkandi veirulyf hafa að mestu leyst interferón af hólmi við lifrarbólgu C. Dráps-T-frumur eru mikilvægar gegn mörgum veirum: klónfjölgun og endurtekið dráp sýktra markfrumna takmarka veiruframleiðslu. Þær stöðva þó ekki ávallt fjölgun áður en veiruagnir myndast, geta stuðlað að vefjaskaða og eru ekki eina ástæða þess að menn lifa veirusýkingar af.
Undankomuleiðir sýkla frá ónæmiskerfinu
Þótt ónæmiskerfið geti stjórnað mörgum sýklum hafa náttúruval og samþróun mótað fjölbreyttar undankomuleiðir þeirra. Mycobacterium tuberculosis getur meðal annars hamlað þroska át- og leysibólu, staðist skaðandi sameindir og viðhaldið langvinnri sýkingu í stórætum; flókinn frumuveggur er aðeins hluti skýringarinnar. Orð eins og „herkænska“ eru hér myndlíking: sýklar hafa hvorki vilja né fyrirætlanir, heldur varðveitast erfanleg afbrigði sem fjölga sér betur við ónæmisþrýsting.
Bakteríutegund getur haft marga stofna með ólík yfirborðsvaka og aðra ónæmisþætti, svo vernd gegn einum stofni nær ekki endilega til annars. Staphylococcus aureus getur boriðst einkennalaust í nefi eða á húð en einnig valdið húð-, blóðrásar- og öðrum sýkingum. Bakterían, einnig skammstöfuð S. aureus, notar meðal annars prótein A, hylki, eiturefni og lífhimnur til að trufla varnir hýsils. Meticillínónæmur Staphylococcus aureus (MRSA) er hins vegar fyrst og fremst heiti á sýklalyfjaónæmi, ekki sérstakri undankomuleið frá sérhæfðu ónæmi. MRSA getur verið ónæmur fyrir mörgum lyfjum og valdið alvarlegri sýkingu, en er ekki „nánast ómeðhöndlanlegur“: tiltæk sýklalyf, sýnataka og næmispróf og stundum tæming sýkingarstaðar leiðbeina meðferð.
Stökkbreytingar eru önnur undankomuleið. Smávægilegar breytingar safnast stöðugt í yfirborðsprótein inflúensuveira og mynda svonefnt vakarek. Fyrri mótefni geta þá greint ný afbrigði verr og árlegt bóluefni getur veitt mismikla vernd, þótt krossvernd sé oft einhver. Samsetning árstíðabundins inflúensubóluefnis er því endurmetin reglulega út frá alþjóðlegu eftirliti með afbrigðum í umferð, ekki vegna þess að veiran breytist á föstum almanaksdegi.
Endurröðun genabúta er mikilvæg stór breyting hjá veirum með sundurliðað erfðamengi, svo sem inflúensu A, þegar tvær veirur sýkja sömu frumu. Þetta er nákvæmar kallað genabutaendurröðun en almenn endurröðun gena. Nýja H1N1-veiran sem olli heimsfaraldri árið 2009 varð til við flókna þróun og endurröðun erfðaefnis úr svína-, fugla- og mannainflúensulínum; hún var ekki einfaldlega bein blöndun einnar mannaveiru og einnar svínaveiru.
Sýklar geta einnig myndað prótein, litlar RNA-sameindir eða aðra þætti sem hamla interferónboðum, mótefnavakakynningu, frumudauða, komplementi eða frumuboðum. Veirur hafa þróað fjölmargar slíkar leiðir og áhrifin geta verið staðbundin og mjög sértæk. HIV gengur lengra með því að sýkja og skaða CD4+-T-frumur og trufla ónæmiskerfið á mörgum stigum, en jafnvel langt gengin sýking er ekki bókstafleg eyðing allra ónæmisfrumna eða allra sérhæfðra svara.