Einführung
Wie viele andere Systeme im Körper ist das Immunsystem bei der Geburt noch nicht voll funktionsfähig, weshalb wir einem erhöhten Infektionsrisiko ausgesetzt sind. Gleichzeitig setzt uns der Akt der Geburt – der Übergang von der sterilen Umgebung des Mutterleibs in die weite Welt – einer ganzen Reihe von Krankheitserregern aus, denen wir noch nie begegnet sind und gegen die wir keinen Schutz haben. Um diese Zeit der Unreife des Immunsystems zu ergänzen und das Infektionsrisiko zu verringern, überträgt die Mutter einen passiven Schutz auf das Kind, hauptsächlich in Form von Antikörpern.
Die Immunreaktion im frühen Leben ist im Vergleich zu Erwachsenen gedämpft. Dies ist zum Teil auf die immunsuppressive Umgebung des Mutterleibs zurückzuführen. Möglicherweise handelt es sich aber auch um eine Anpassung an die Exposition gegenüber großen Mengen neuer Antigene im frühen Leben. Die Immunreaktion wird sorgfältig reguliert, um ein angemessenes Maß an Immunreaktion zu gewährleisten, aber entzündliche Reaktionen auf gutartige oder harmlose Antigene zu vermeiden. Da es im frühen Leben mehr neue Antigene gibt, kann es sein, dass die Reaktion eher unterdrückt wird.
Die verringerte Immunantwort führt zu einer erhöhten Anfälligkeit für Krankheitserreger und zu einer verminderten Reaktion auf Impfstoffe, die bei Erwachsenen wirksam sind, was die Erforschung von kindspezifischen Formulierungen erforderlich macht. Die veränderte Funktion der neonatalen Immunantwort kann auch die Entwicklung von Asthma und Allergien im späteren Leben beeinflussen.
Bedeutung
Fünf Millionen Säuglinge sterben im ersten Lebensjahr, 1,5 Millionen dieser Todesfälle sind auf Infektionen zurückzuführen. Die häufigsten Ursachen sind Atemwegsinfektionen und Durchfallerkrankungen. Leider sind die derzeitigen Impfstoffe im frühen Alter nicht so wirksam wie im Erwachsenenalter.
Entwicklung des Immunsystems
In vielerlei Hinsicht ist das Immunsystem, mit dem wir geboren werden, das Produkt des immunologischen Umfelds während der Schwangerschaft. Um den Fötus zu erhalten, muss die Mutter die Alloantigene des Fötus ignorieren (die Hälfte der Antigene ist väterlicherseits und somit fremden Ursprungs). Dies führt zu einem Szenario der Immunsuppression/-regulierung während der Schwangerschaft, das sich bis ins frühe Leben fortsetzt. (Mehr über die zelluläre Entwicklung siehe: T-Zell-Entwicklung im Thymus).
Übertragung des Schutzes von der Mutter auf das Kind
Der wichtigste Bestandteil des von der Mutter auf das Kind übertragenen Immunschutzes sind Antikörper. Dieser wird mit Hilfe des FcRn (neonataler Fc-Rezeptor) über die Plazenta auf den Fötus übertragen. Der Antikörper wird auch über die Muttermilch auf den Säugling übertragen. Die wichtigste übertragene Immunglobulinklasse ist IgA. Das übertragene IgA wirkt an Schleimhautoberflächen, wo es das Eindringen von Krankheitserregern verhindern kann. Es werden jedoch auch andere wichtige Faktoren übertragen, darunter Komplement und kommensale Bakterien, die im späteren Leben vor Asthma und Allergien schützen können (siehe: Komplementsystem).
Merkmale des neonatalen Immunsystems
Mustererkennung: Neonatale Reaktionen auf pathogenassoziierte molekulare Muster (PAMPs) sind im Vergleich zu Erwachsenen reduziert. Die Ausprägung der Mustererkennungsrezeptoren (PRR) ist jedoch ähnlich. Es scheint, dass die Moleküle, die das Signal weiterleiten (z. B. Interferon Response Factor 3 – IRF3), eine verminderte Funktion haben. Dies führt zu einer verminderten Produktion von wichtigen Entzündungsmediatoren, z. B. Interleukin-12 (IL-12) und Interferon-α (IFNα). Die PRR-Funktion nimmt im Laufe der Zeit zu, und die Zunahme der Kapazität erfolgt im Verhältnis zur Zeit seit der Geburt und nicht zum Schwangerschaftsalter, was darauf hindeutet, dass sie durch die Exposition gegenüber der Umwelt und die Beseitigung des mütterlichen Einflusses gesteuert wird.
T-Zell-Reaktion: Es gibt eine gut dokumentierte Verschiebung der neonatalen T-Zell-Antwort in Richtung T-Helfer 2 (Th2). Dies steht im Zusammenhang mit der verminderten IL-12- und IFNα-Produktion durch neonatale Antigen-präsentierende Zellen (APC). Dies kann sich auf die Immunreaktion auf Antigene im frühen Leben auswirken und möglicherweise eine allergische Reaktion auslösen.
B-Zell-Reaktion: Die Antikörperproduktion im frühen Leben ist reduziert. Insbesondere die Antikörperreaktion auf Polysaccharid-Antigene ist reduziert. Dies ist ein besonderes Problem bei bakteriellen Infektionen, für die Neugeborene sehr anfällig sind. Die fehlende Antikörperbildung wird mit mehreren Faktoren in Verbindung gebracht, darunter eine verminderte T-Zell-Hilfe, weniger follikuläre dendritische Zellen und Keimzentren sowie eine verminderte Signalübertragung durch Mitglieder der CD40-Ligandenfamilie.
Nachgelagerte Auswirkungen der neonatalen Immunantwort
Die Unreife der neonatalen Immunantwort wirkt sich auf drei wichtige Bereiche aus:
1. Erhöhte Anfälligkeit für Infektionen. Die Erkennung von Infektionserregern ist im frühen Leben reduziert, so dass es für einen Erreger leichter ist, in den Wirt einzudringen. Neugeborene sind auch weniger erfahren und haben daher kein Immungedächtnis gegen Infektionen.
2. Verminderte Wirksamkeit von Impfstoffen. Ähnlich wie bei einer Infektion bedeutet die verminderte Erkennung von Impfstoffantigenen als fremd, dass die Induktion von schützenden Gedächtnisreaktionen auf Impfstoffe reduziert ist. Es gibt auch einen Effekt der mütterlichen Antikörper, die Schlüsselepitope des Impfstoffs maskieren können.
3. Entwicklung von Asthma und Allergien. Es wird angenommen, dass die Th2-Verzerrung der T-Zellen-Antwort die Entwicklung von allergischen Reaktionen auf Antigene im frühen Leben fördert.
Das neonatale Immunsystem ist einer großen Anzahl von bisher unbekannten Antigenen ausgesetzt. Die meisten dieser Antigene sind gutartig und sollten daher toleriert werden, aber einige sind gefährlich und sollten daher eine Immunreaktion hervorrufen. Die neonatalen antigenpräsentierenden Zellen (APC) erkennen Antigene unabhängig von ihrer Quelle (selbst, gutartig, pathogen, Impfstoff) nur eingeschränkt. Dies wird auf der Ebene der Mustererkennungsrezeptoren (PRR) oder ihrer Adaptormoleküle vermittelt. Dies führt zu verminderten Immunreaktionen auf diese Antigene und wirkt sich auf die Wirksamkeit von Impfstoffen, die Krankheitsanfälligkeit und – möglicherweise durch eine Verschiebung der Th2-Reaktionen – auf die Entwicklung von Asthma und Allergien aus.