Подавляющее большинство беларусов еще в детстве получило целый пакет прививок — в том числе от таких опасных болезней как полиомиелит, корь, столбняк, туберкулез и гепатит В. При этом медики не призывают делать эти прививки повторно и регулярно, зато каждый год напоминают о прививках против гриппа, а после 2020 года — и против коронавирусной инфекции. Но почему вообще «вакцинный» иммунитет от одних болезней действует годами, а то и всю жизнь, а другие прививки для защиты своего здоровья нужно повторять ежегодно? Нет ли здесь противоречия? Объясняем, как устроен наш иммунитет и почему одни болезни он запоминает навсегда, а другие — нет.
Как устроен иммунитет
Иммунная система жизненно важна для человека. Она непрерывно защищает организм от вредных веществ, микробов и «плохих» изменений клеток (например, раковых), которые могут сделать его больным. При этом пока иммунитет хорошо работает, вы даже не замечаете его присутствия. Круглые сутки он находит и уничтожает разнообразные патогены, даже не отвлекая ваше сознание на выполнение этой сложной задачи.
Но если ваша иммунная система ослабнет, перестанет работать должным образом или столкнется с какой-то новой серьезной и неизвестной ей угрозой — вы заболеете. При этом иммунитет человека настолько сложен и совершенен, что запомнит этих новых для себя врагов и в следующий раз, скорее всего, встретит их уже во всеоружии.
Работа иммунной системы активизируется, когда организм распознает внутри себя различные посторонние вещества, которые принято называть антигенами. К ним относятся, например, белки, находящиеся на поверхности бактерий, грибков и вирусов. Когда рецепторы на клетках иммунной системы обнаруживают такие антигены, организм запускает целый ряд процессов, направленных на борьбу с чужеродными организмами или веществами.
Собственные клетки организма тоже имеют белки на своей поверхности. В норме иммунитет распознает их как свои и не начинает с ними борьбу. Но иногда иммунная система ошибается, определяет клетки своего организма как чужие — и атакует их. Такая реакция может приводить к аутоиммунным заболеваниям — например, хорошо известной поклонникам сериала «Доктор Хаус» волчанке.
Иммунная система включает две тесно связанных и работающих рука об руку подсистемы — врожденную (неспецифическую) и адаптивную (специфическую). Их работа очень сложна, но в общих чертах она выглядит примерно так.
Врожденная иммунная система — это первая линия обороны организма от вторжений. Неспецифической ее называют потому, что она реагирует одинаково на все микроорганизмы и чужеродные вещества. Причем действует очень быстро — бактерии, попавшие в организм через небольшую рану на коже, обнаруживаются и уничтожаются на месте в течение нескольких часов.
Ключевой, самый большой и заметный орган врожденной иммунной системы — это ваша кожа. Она вместе со слизистыми оболочками образует надежный физический барьер, который останавливает проникновение большинства микробов. Многие выделения (слизь, слезная жидкость, пот и моча, которая промывает органы мочевыделительной системы) тоже помогают коже и слизистым оболочкам предотвращать рост числа бактерий и вирусов и не пропускать их внутрь организма.
Если патогены все же проникают в организм, то врожденная иммунная система отправляет к этому месту несколько типов клеток и ферменты, которые борются с инфекцией. Чтобы эти «войска» быстрее и в больших количествах прибыли на борьбу с вторжением, кровеносные сосуды рядом с этим местом расширяются. Снаружи это выглядит как воспалительный процесс. Во время «боя» между микроорганизмами и клетками иммунной системы и те и другие разрушаются, образуя вместе желтоватую жидкость, которую называют гноем.
В то же время адаптивную иммунную систему можно сравнить со спецназом, приспособленным для выполнения конкретной задачи. Она умеет различать разные виды микроорганизмов, знает, как бороться именно с ними, и делает это очень эффективно. Но сначала ей нужно распознать враждебный патоген, и только потом адаптивная система начнет производить особое «оружие» для борьбы с ним (несколько типов специализированных клеток и особые белки-антитела).
Настройка адаптивной системы под борьбу с новой инфекцией требует много времени. Из-за этого она реагирует на «вторжение» медленнее, чем врожденная. Но у нее есть уникальная полезная особенность — память. Именно она сделала возможной появление вакцин.
Адаптивная иммунная система умеет запоминать микроорганизмы, с которыми уже сталкивалась. И, встретившись с ними еще раз, она уже будет знать, как бороться — и станет делать это быстрее. Ей может потребоваться несколько дней, чтобы отреагировать на первый контакт с новым для нее микробом. Но в следующий раз организм может отреагировать немедленно. Второе инфицирование тем же самым микроорганизмом часто проходит вообще незаметно для человека и окружающих — или, по крайней мере, протекает легче.
Адаптивная иммунная система постоянно учится и адаптируется. Благодаря этому организм может бороться в том числе и с теми бактериями и вирусами, которые быстро эволюционируют и изменяются.
Именно память адаптивной иммунной системы является причиной того, что некоторыми болезнями люди могут заболеть всего один раз в жизни (не обязательно с летальным исходом). Победив инфекцию единожды, организм запоминает, с помощью чего этого добился. И, столкнувшись с тем же врагом снова, быстро запускает «конвейеры» по производству эффективного и быстро действующего «оружия».
Как работают прививки
Естественный способ получения иммунитета от определенных патогенов относительно хорош для малоопасных заболеваний вроде какой-нибудь легкой ОРВИ. Но когда речь идет о смертельно опасной болезни, многие люди могут умереть еще до того, как их адаптивная иммунная система научится бороться с возбудителем (как мы помним, в первый раз она может «запрягать» очень долго).
Но ученые обнаружили, что для «тренировки» адаптивной иммунной системы можно не заражать человека полноценными вредоносными организмами. Чтобы вызвать реакцию иммунитета, достаточно ввести в организм мертвые либо ослабленные патогены или даже их частицы с антигенами на поверхности. В некоторых современных вакцинах содержатся даже не антигены, а лишь своеобразная «инструкция», программа для выработки антигенов. Препараты с такими веществами и называют вакцинами.
Эти имитации патогенных микроорганизмов не вызывают у человека болезнь, но заставляют иммунную систему работать так, как она реагировала бы на первое заражение. В результате не переболевший, но вакцинированный организм, научившийся вырабатывать антитела, при первой встрече с настоящим болезнетворным микроорганизмом ведет себя так, будто уже встречался с ним раньше. То есть быстро и массово начинает производить нужное для «победы» над патогенным агрессором «оружие» (особые клетки и антитела).
Использование некоторых вакцин требует введения нескольких доз с интервалом в недели или даже месяцы. Часто это связано с тем, что для выработки долгоживущих антител и создания клеток иммунной памяти может понадобиться много времени. Накапливая память о патогене, организм обучается бороться с ним эффективнее.
Может ли прививка защищать человека всю жизнь?
Более 240 лет назад на скалистом архипелаге между Шотландией, Исландией и Норвегией начался естественный эксперимент, который доказал существование пожизненного иммунитета от некоторых болезней.
В 1781 году по Фарерским островам пронеслась эпидемия кори. Эта болезнь не появлялась на изолированном архипелаге следующие 65 лет, пока ее снова не завез сторонний путешественник. Тогда корью снова заболели многие фарерцы. Но среди них не было ни одного долгожителя из числа тех, кто уже заразился и выжил во время предыдущей эпидемии. Несмотря на преклонный возраст, их иммунные системы запомнили информацию о вирусе кори — и прекрасно с ним справились.
Так, еще до открытия вирусов ученые убедились в том, что приобретенный адаптивный иммунитет организм может сохранять многие десятилетия. Иногда эта защита со временем ослабевает — но даже ее частичный эффект может оставаться очень значимым. Например, вакцина от оспы полностью предотвращает болезнь на несколько десятилетий. Затем этой инфекцией снова можно заболеть — но лишь в легкой форме. Защита от тяжелой болезни и от связанной с ней смерти остается на всю жизнь.
Почему прививки от разных болезней имеют разный срок действия?
Ответ на этот вопрос пока известен ученым лишь частично — примерно наполовину.
Вакцины обучают специфический адаптивный иммунитет борьбе против определенного вида микроорганизмов. А вот насколько долго продлится действие этого иммунитета, зависит от нескольких факторов.
Один из важнейших — скорость, с которой сам патоген мутирует (то есть изменяет свой генетический код). Возбудитель упоминавшейся выше кори — это стабильный вирус, который имеет низкую частоту мутаций. В этом отношении на него похожи вирусы оспы и полиомиелита, которые тоже почти полностью удалось искоренить с помощью вакцинации. Эффект детской прививки от них сохраняется надолго. Поэтому вакцину от страшного полиомиелита в Беларуси делают в четыре этапа в возрасте от трех месяцев до 7 лет — и потом на взрослых людях прививки не повторяют.
А микроорганизмы, которые быстро размножаются и сильно мутируют, представляют серьезную проблему для создателей вакцин. Организм может не распознать патоген, который частично изменился, — и не сможет быстро сформировать иммунный ответ.
Например, каждый год появляется несколько новых штаммов гриппа — поэтому прививку от него следует повторять ежегодно. Вакцина для текущего года может обеспечивать защиту сразу от нескольких подвидов вируса — но в следующем году, вероятно, появятся новые. После 2020 года похожим образом ведет себя и коронавирус COVID-19.
Впрочем, в некоторых случаях быстрые мутации вредоносных микроорганизмов оказываются ни при чем. Иммунитет, выработанный с помощью вакцинации, может терять эффективность и сам по себе.
Причины этой потери очень сложны и ученым до конца не понятны. Так, в 2018 году американское исследование показало, что иммунная защита от вируса паротита (эта болезнь широко известна как «свинка») ослабевает в среднем через 27 лет независимо от появления новых штаммов. Поэтому, например, вакцинацию от дифтерии и столбняка медики рекомендуют повторять и во взрослом возрасте — через каждые десять лет.
То же самое происходит и с COVID-19. Известно, что в течение примерно полугода после болезни или вакцинации иммунный ответ на инфекцию остается сильным, однако затем постепенно снижается. Добавьте к этому появление новых штаммов коронавируса — и необходимость периодической ревакцинации становится очевидной.
Читайте также
