Первородный антигенный грех
Первородный антигенный грех , также известный как антигенный импринтинг , эффект Хоскинса , [1] иммунологический импринтинг , [2] или первичная зависимость [3] Это склонность иммунной системы преимущественно использовать иммунологическую память, основанную на предыдущей инфекции вторая, немного отличающаяся версия этого чужеродного патогена (например, вирус или бактерия , когда встречается ). В результате иммунная система оказывается «в ловушке» первого ответа, который она произвела на каждый антиген , и не может обеспечить потенциально более эффективные реакции во время последующих инфекций. Антитела или Т-клетки, индуцированные при инфекциях первым вариантом возбудителя, подлежат замораживанию репертуара - форме первородного антигенного греха.
Явление было описано в отношении гриппа вируса SARS-CoV-2 . [2] лихорадка денге , вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) [4] и ряду других вирусов. [5]
История
[ редактировать ]Впервые это явление было описано в 1960 году Томасом Фрэнсисом-младшим в статье «К учению о первородном антигенном грехе». [6] [7] Оно названо по аналогии с христианской богословской концепцией первородного греха . По словам Фрэнсиса, цитируемого Ричардом Краузе : [7]
Детские антитела в значительной степени являются ответом на доминантный антиген вируса, вызывающего первую в жизни инфекцию гриппа типа А. [...] Отпечаток, установленный первоначальной вирусной инфекцией, определяет последующую реакцию антител. Мы назвали это доктриной первородного антигенного греха.
В В-клетках
[ редактировать ]
Во время первичной инфекции образуются долгоживущие В-клетки памяти , которые остаются в организме и защищают от последующих инфекций. Эти В-клетки памяти реагируют на специфические эпитопы на поверхности вирусных белков, вырабатывая антиген-специфические антитела , и могут реагировать на инфекцию гораздо быстрее, чем наивные В-клетки на новые антигены. Этот эффект сокращает время, необходимое для устранения последующих инфекций.
Между первичным и вторичным заражением или после вакцинации вирус может подвергаться антигенному дрейфу , при котором поверхностные белки вируса (эпитопы) изменяются посредством естественной мутации. Это позволяет вирусу покинуть иммунную систему. Измененный вирус преимущественно реактивирует ранее активированные высокоаффинные В-клетки памяти и стимулирует выработку антител. Однако образующиеся антитела обычно неэффективно связываются с измененными эпитопами. Кроме того, эти антитела ингибируют активацию наивных В-клеток , которые могли бы вырабатывать более эффективные антитела ко второму вирусу. Это приводит к менее эффективному иммунному ответу, и выздоровление от рецидивирующих инфекций может занять больше времени. [8]
Первородный антигенный грех имеет важные последствия для разработки вакцин . [9] Например, при лихорадке денге , если установлен ответ на один серотип, маловероятно, что вакцинация против второго будет эффективной. Это означает, что с помощью первой дозы вакцины должен быть установлен сбалансированный ответ против всех четырех серотипов вируса. [10]
Активация наивных В-клеток, распознающих новые эпитопы, может быть ослаблена при повторном инфицировании вариантными вирусами гриппа. [11] Однако влияние антигенного греха на защиту не было четко установлено и, по-видимому, различается в зависимости от вакцины от инфекционного агента, географического местоположения и возраста. [8] Исследования, проведенные в 2011 году, обнаружили снижение иммунного ответа на вакцину против пандемического гриппа H1N1 2009 года у лиц, которые были вакцинированы против сезонного вируса A/Brisbane/59/2007 (H1N1) в течение предыдущих трех месяцев. [9]
Относительная неэффективность бивалентной ревакцинации против варианта Омикрон SARS-CoV-2 у пациентов, ранее получивших вакцину против COVID-19, объясняется иммунологическим импринтингом. [12]
В цитотоксических Т-клетках
[ редактировать ]Аналогичный феномен был описан в цитотоксических Т-клетках (CTL). [13] Было продемонстрировано, что во время второго заражения другим штаммом вируса денге ЦТЛ предпочитают высвобождать цитокины вместо того, чтобы вызывать лизис клеток . В результате считается, что выработка этих цитокинов увеличивает проницаемость сосудов и усугубляет повреждение эндотелиальных клеток, что приводит к геморрагической лихорадке денге . [14]
Несколько групп пытались разработать вакцины против ВИЧ и гепатита С, основанные на индукции ответа CTL. Обнаружение того, что реакция CTL может быть обусловлена первородным антигенным грехом, может помочь объяснить ограниченную эффективность этих вакцин. Вирусы, подобные ВИЧ, весьма изменчивы и часто подвергаются мутациям; Из-за первородного антигенного греха ВИЧ-инфекция, вызванная вирусами, экспрессирующими несколько иные эпитопы (чем эпитопы вирусной вакцины), может не поддаваться контролю с помощью вакцины. Была выдвинута гипотеза, что: если первородный антигенный грех является распространенным явлением, то наивно разработанная однокомпонентная вакцина может сделать инфекцию даже хуже, чем если бы вакцинация вообще не проводилась. Гипотетический механизм заключается в том, что иммунный ответ будет «пойман в ловушку» менее эффективного ответа. Поэтому была рекомендована вакцина с несколькими компонентами или вакцинами, нацеленными на консервативные эпитопы. [13]
См. также
[ редактировать ]- Антителозависимое улучшение
- Клеточный иммунитет
- Геномный импринтинг
- Гуморальный иммунитет
- Поликлональный ответ
- Локальный оптимум
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хоскинс, ТВ; Дэвис, Джоан Р.; Смит, Эй Джей; Миллер, Кристин Л.; Олчин, Одри (1979). «Оценка инактивированной вакцины против гриппа А после трех вспышек гриппа А в больнице Христа» . Ланцет . 313 (8106): 33–35. дои : 10.1016/s0140-6736(79)90468-9 . ПМИД 83475 . S2CID 26802171 .
- ^ Jump up to: а б Фокози, Даниэле; Дженони, Анджело; Лусентефорте, Эрсилия; Тиллати, Сильвия; Тамборини, Антонио; Специя, Пьетро Джорджо; Ацци, Лоренцо; Бадж, Андрейна; Магги, Фабрицио (01 апреля 2021 г.). «Предыдущий гуморальный иммунитет к эндемичным сезонным альфакоронавирусам NL63 и 229E связан с худшим клиническим исходом при COVID-19 и предполагает первородный антигенный грех» . Жизнь . 11 (4): 298. дои : 10.3390/life11040298 . ISSN 2075-1729 . ПМК 8067214 . ПМИД 33915711 .
- ^ Шиперс, Ариен; ван 'т Вут, Марие; и др. (6 сентября 2022 г.). «Молекулярное картирование судьбы сывороточных антител показывает влияние антигенного импринтинга на повторную иммунизацию». bioRxiv 10.1101/2022.08.29.505743 .
- ^ Сингх, Рана АК; Роджерс, Джон Р.; Барри, Майкл А. (2002). «Роль антагонизма Т-клеток и первородного антигенного греха в генетической иммунизации» (PDF) . Журнал иммунологии . 169 (12): 6779–6786. дои : 10.4049/jimmunol.169.12.6779 . ПМИД 12471109 . Проверено 14 мая 2021 г.
- ^ Дим, Майкл В. Адаптивный иммунный ответ. Архивировано 4 июля 2008 г. в Wayback Machine. Университете Райса
- ^ Томас Фрэнсис младший (1960). «К учению о первородном антигенном грехе». Труды Американского философского общества . 104 (6): 572–578. JSTOR 985534 .
- ^ Jump up to: а б Краузе Р. (2006). «Эпизод свиного гриппа и туман эпидемий» . Экстренное заражение Dis . 12 (1): 40–43. дои : 10.3201/eid1201.051132 . ПМК 3291407 . ПМИД 16494715 .
- ^ Jump up to: а б Ламберт П.Х., Лю М., Зигрист Калифорния (2005). «Могут ли успешные вакцины научить нас, как вызывать эффективные защитные иммунные реакции?» . Нат Мед . 11 (4 Приложения): S54–62. дои : 10.1038/nm1216 . ПМИД 15812491 . S2CID 11685892 .
- ^ Jump up to: а б Чхве, Юн Сок; Пэк, Юн Хи; Кан, Вонсок; и др. (сентябрь 2011 г.). «Снижение реакции антител на пандемическую вакцину (H1N1) 2009 года после недавней вакцинации от сезонного гриппа» . Клиническая и вакциноиммунология . 18 (9): 1519–1523. дои : 10.1128/CVI.05053-11 . ПМК 3165229 . ПМИД 21813667 .
- ^ Мидгли, Клэр М.; Баджва-Джозеф, Марта; Васанаватана, Сириджитт; и др. (январь 2011 г.). «Углубленный анализ первородного антигенного греха при инфекции вируса денге» . Журнал вирусологии . 85 (1): 410–421. дои : 10.1128/JVI.01826-10 . ПМК 3014204 . ПМИД 20980526 .
- ^ Ким, Дж. Х.; Скунцу, И.; Компанс, Р.; Джейкоб, Дж. (1 сентября 2009 г.). «Оригинальные антигенные реакции на вирусы гриппа» . Журнал иммунологии . 183 (5): 3294–301. doi : 10.4049/jimmunol.0900398 . ПМК 4460008 . ПМИД 19648276 .
- ^ Оффит ПА (2023). «Двухвалентные вакцины против Covid-19 – поучительная история» . Медицинский журнал Новой Англии . 388 (6): 481–483. дои : 10.1056/NEJMp2215780 . ПМИД 36630616 . S2CID 255748794 .
- ^ Jump up to: а б МакМайкл Эй Джей (1998). «Первородный грех Т-клеток-киллеров» . Природа . 394 (6692): 421–422. дои : 10.1038/28738 . ПМИД 9697760 .
- ^ Джутахип Монгколсапая (2006). «Реакция Т-клеток при геморрагической лихорадке Денге: являются ли перекрестно-реактивные Т-клетки субоптимальными?» . Дж. Иммунол . 176 (6): 3821–3829. дои : 10.4049/jimmunol.176.6.3821 . ПМИД 16517753 .