17.4 Arviointi
Immuunikompetenssin muutosten arviointi ympäristötekijöiden, kuten stressin, ravinnon, myrkkyjen tai elämänhistoriaan liittyvien tapahtumien (esim. karvanvaihto, muuttoliike, lisääntyminen) vuoksi edellyttää systemaattista lähestymistapaa, jonka avulla saadaan tuloksia, jotka ennustavat suojaa tartunta- ja kasvainsairauksia vastaan ”todellisessa maailmassa”. Tärkeää on, että arvioinnissa olisi pystyttävä erottamaan toisistaan positiiviset muutokset immunokompetenssissa ja mahdolliset haitalliset muutokset, mukaan lukien immunosuppressio, haitallinen immunostimulaatio, immunogeenisuus, yliherkkyys ja autoimmuniteetti.
On kehitetty vakioitu määrityspaneeli myrkkyjen aiheuttaman immunosuppression arvioimiseksi. Tätä paneelia ei kuitenkaan ole testattu sen suhteen, onko sillä merkitystä fysiologisempiin immunomodulaation muotoihin, kuten stressistä, ravinnosta tai elämänhistoriallisista tapahtumista johtuvaan immunomodulaatioon. Laaja immunotoksikologian tutkimus osoittaa, että tarvitaan laaja joukko erittäin kvantitatiivisia testejä, jotta voidaan ennustaa immuunijärjestelmän tehokkuutta infektio- ja kasvainsairauksien torjunnassa, ja että mikään yksittäinen immuunijärjestelmän toimintaa mittaava testi ei ole riittävä. Immunotoksinen paneeli sisältää yleisiä terveydentilan mittauksia (esim. ruumiinpaino, ravinnonsaanti, leukosyyttien erotuslaskenta), primaaristen ja sekundaaristen immuunielinten painoa ja histopatologiaa sekä antigeeneihin kohdistuvien immuunivasteiden funktionaalisia testejä. Toiminnalliset testit, jotka kattavat kaikki solu- ja säätelyprosessit, jotka ovat vastuussa immuniteetin tärkeimpien osa-alueiden ilmentymisestä, ovat aluksi kaikkein informatiivisimpia. Kun immuunijärjestelmästä on saatu yleiskatsaus, kohdennetut tutkimukset vastuussa olevien erityismekanismien selvittämiseksi ovat valaisevia. Vertailuyhdisteiden (esim. atsatiopriini, deksametasoni, syklofosfamidi, syklosporiini A) tai ravintoaineiden käyttö on myös tärkeää kokeiden, laboratorioiden ja lajien välisten vertailujen kannalta.
Tutkimuksissa, joiden tarkoituksena on tutkia laaja-alaisia ympäristövaikutuksia immunokompetenssiin, stressi ja ruokavalio mukaan luettuina, olisi mitattava sekä konstitutiivista että indusoituvaa immuniteettia immuunijärjestelmän synnynnäisen ja adaptiivisen haaran tarjoamana. In vivo -määritykset ovat aluksi tarkoituksenmukaisimpia, koska muutokset immuunijärjestelmän toiminnassa ovat usein seurausta muutoksista hormonaalisessa, ravitsemuksellisessa ja fyysisessä ympäristössä, jolle leukosyytit altistuvat. Lisäksi annos-vastekäyrät ovat ratkaisevan tärkeitä, koska ravintoaineiden, toksisten aineiden ja hormonien vaikutukset eivät ole lineaarisia vaan usein kaksivaiheisia.
Vasta-ainevasteiden in vivo -testeissä hyvänlaatuiset antigeenit (esim. keyhole limpet -hemosyaniini, lampaan punasolut, tapetut patogeenit) mahdollistavat immuunivasteiden mittaamisen käynnissä olevasta infektiosta riippumatta. Elävien heikennettyjen rokotteiden käyttö immuunipuolustuksen tutkimiseen on täynnä tulkintaongelmia. Suuri vaste voi johtua paremmasta kyvystä reagoida haasteannokseen. Vaihtoehtoisesti se voi johtua siitä, että eläimen immunokompetenssi on niin heikko, että haasteannos monistuu nopeasti, mikä aiheuttaa suuremman ja pysyvän haasteen ja vaatii näin ollen kestävämpää ja voimakkaampaa vastetta. Ei ole harvinaista, että ravitsemuksellisella immunomodulaatiolla on hyvin erilaisia vaikutuksia immuunivasteeseen riippuen siitä, onko rokote elävästi heikennetty vai tapettu. Myrkyllisille kemikaaleille altistuneilla jyrsijöillä tehdyt perusteelliset tutkimukset osoittavat, että T-soluista riippuvaiset antigeenit antavat parempia tuloksia immunokompetenssin alkuseulonnassa kuin T-soluista riippumattomat antigeenit.
In vivo -testit soluvälitteisten (Th1) vasteiden testaamiseksi ovat tärkeitä, ja immunotoksikologiassa on otettu käyttöön viivästyneen herkkyysreaktion (delayed type hypersensitivity, DTH) reaktio antigeeneja vastaan. Lintujen immunologiassa lektiiniä PHA:ta käytetään joskus tähän tarkoitukseen mittaamalla turvotuksen määrää, jonka se saa aikaan injektion jälkeen siipi- tai varvasväliin. PHA:n käyttöön liittyy kuitenkin tulkintaongelmia, koska turvotus johtuu sekä tulehduksesta että lymfosyyttien infiltraatiosta. Näin ollen synnynnäisiä ja T-lymfosyyttien välittämiä vasteita ei ole mahdollista erottaa toisistaan tämän testin avulla.
In vivo -kokeiden tuloksia voidaan joskus tutkia tarkemmin laimennetusta kokoverestä tehdyissä ex vivo -viljelmissä . Kokoveri säilyttää suuren osan in vivossa esiintyvästä ravinne- ja hormonimiljööstä, kun taas leukosyyttien puhdistaminen ja sen jälkeinen viljeleminen vierasta seerumia sisältävässä yleisessä väliaineessa poistaa monia tärkeitä säätelytekijöitä, jotka usein aiheuttavat muutoksia immuniteetissa. Ex vivo -kokeet ovat erittäin herkkiä kiertävien stressihormonien muutoksille. Esimerkiksi vain 30 minuutin akuutin stressin immunosuppressiiviset vaikutukset näkyvät kokoveren kyvyssä tappaa Escherichia coli -bakteeri.
Isännän vastustuskyky tarttuvien organismien aiheuttamille haasteille on kriittinen immunomodulaation lopullisen arvioinnin kannalta. Valitettavasti tämä tärkeä vaihe otetaan harvoin kustannusten vuoksi. Kun suojaa kvantifioidaan, olisi käytettävä haastavia organismeja, jotka tutkivat Th1-, Th2- ja tulehduksellisia immuunivasteita, jotta voidaan erottaa immunosuppressio vasteen painopisteen siirtymisestä (ts. immunomodulaatiosta). Jyrsijöillä tehdyissä immunotoksikologisissa testeissä yhdisteet, jotka aiheuttavat kohtalaisia muutoksia immunokompetenssin indekseissä, eivät aina johda muutoksiin vastustuskyvyssä aitoja patogeenejä vastaan. Tämä johtuu todennäköisesti immuunijärjestelmien huomattavasta redundanssista ja päällekkäisyydestä. Vastaavasti yhdisteet, jotka eivät tuota näyttöä muutoksista immuniteetin toiminnallisissa testeissä, eivät todennäköisesti vaikuta vastustuskykyyn taudinaiheuttajia tai kasvaimia vastaan.
Loppujen lopuksi kehitysvaihe vaikuttaa immuunijärjestelmän herkkyyteen häiriöille. Kehittyvä immuunijärjestelmä on alttiimpi toksiineille kuin aikuisen , ja tämän tilanteen ajatellaan yleisesti pitävän paikkansa myös ravitsemuksellisten puutteiden kohdalla, vaikka tätä vertailua on tutkittu linnuilla vain vähän. Myrkkyjen osalta altistumisella kehityksen aikana voi olla erilaisia laadullisia vaikutuksia (eli eri immuuniparametrit vaikuttavat) sekä määrällisiä vaikutuksia (eli pienin efektiivinen annos ja annos-vastekäyrä). Kehityksen aikana tapahtuvilla loukkauksilla voi myös olla pysyvämpiä vaikutuksia, jotka joskus aiheuttavat elinikäistä immunosuppressiota.
Vapaana elävien lintujen immuniteetin tutkimiseen liittyy monia rajoituksia, jotka johtuvat yksilöiden pyydystämisen ja uudelleen pyydystämisen vaikeudesta, pyydystämisen jälkeisistä stressiartefakteista, reagenssien lajispesifisyydestä ja useimpien vapaana elävien lintujen pienestä koosta (ks. luku 22). Vapaana elävien lintujen pitäminen vankeudessa aiheuttaa monia paineita, kuten stressiä ja sopimatonta ruokavaliota ja hoitoa. Jopa 15-30 minuuttia kestävä vangitsemisstressi voi vaikuttaa synnynnäisen immuniteetin indekseihin ja sekoittaa tulosten tulkintaa. Näin ollen on suotavaa ottaa linnuista näyte nopeasti pyydystämisen jälkeen ja tehdä määritykset yhdestä verinäytteestä.