17.4 Beoordeling
Het beoordelen van veranderingen in immunocompetentie als gevolg van omgevingsfactoren, zoals stress, voeding, toxische stoffen, of levensgeschiedenisgebeurtenissen (bv. rui, migratie, voortplanting), vereist een systematische aanpak die resultaten oplevert die de “echte wereld” bescherming tegen infectieuze en neoplastische ziekten voorspellen. Belangrijk is dat bij de beoordeling een onderscheid kan worden gemaakt tussen positieve veranderingen in immunocompetentie en potentiële nadelige veranderingen, waaronder immunosuppressie, nadelige immunostimulatie, immunogeniciteit, overgevoeligheid en auto-immuniteit.
Er is een gestandaardiseerd panel van tests ontwikkeld voor de beoordeling van immunosuppressie als gevolg van toxische stoffen. Dit panel is echter niet getest op de relevantie voor meer fysiologische vormen van immunomodulatie, zoals die ten gevolge van stress, voeding of levensgeschiedenis. Uitgebreid onderzoek in immunotoxicologie wijst uit dat een brede reeks van zeer kwantitatieve testen nodig is om de doeltreffendheid van het immuunsysteem te voorspellen bij het tegengaan van infectieuze en neoplastische ziekten, en dat er geen enkele test van een immuunfunctie is die voldoende is. Het immunotox-panel omvat algemene gezondheidsmetingen (b.v. lichaamsgewicht, voedselopname, differentiële leukocytentellingen), het gewicht en de histopathologie van primaire en secundaire immuunorganen, en functionele assays van immuunreacties op antigenen. Functionele testen die de cellulaire en regulerende processen integreren die verantwoordelijk zijn voor de expressie van de belangrijkste immuniteitsonderdelen zijn in het begin het meest informatief. Zodra een algemeen overzicht van het immuunsysteem is verkregen, zijn gerichte studies om de verantwoordelijke specifieke mechanismen te ontrafelen verhelderend. Het gebruik van referentieverbindingen (b.v. azathioprine, dexamethasone, cyclophosphamide, cyclosporin A) of voedingsstoffen is ook belangrijk voor inter-test, inter-laboratorium en inter-species vergelijkingen.
Studies ontworpen om brede milieu-effecten op immunocompetentie te onderzoeken, met inbegrip van stress en dieet, zouden maatregelen moeten omvatten van zowel constitutieve als induceerbare immuniteit die door de aangeboren en adaptieve armen van het immuunsysteem wordt geboden. In vivo testen zijn aanvankelijk het meest geschikt omdat verschuivingen in de immuunfunctie dikwijls het resultaat zijn van veranderingen in het hormonale, voedings- en fysische milieu waaraan leukocyten worden blootgesteld. Bovendien zijn dosis-respons curven van cruciaal belang omdat de effecten van voedingsstoffen, toxische stoffen en hormonen niet lineair zijn en vaak bifasisch.
Voor in vivo tests van antilichaam responsen, goedaardige antigenen (b.v. keyhole limpet hemocyanine, schapen rode bloedcellen, gedode pathogenen) maken het meten van immuunresponsen onafhankelijk van een lopende infectie mogelijk. Het gebruik van levende, verzwakte vaccins om de immuunrespons te meten, gaat gepaard met interpretatieproblemen. Een grote respons kan te wijten zijn aan een beter vermogen om te reageren op de uitdagingsdosis. Het kan ook te wijten zijn aan een voldoende slechte immunocompetentie van het dier, zodat de uitdagingsdosis zich snel vermenigvuldigt, een grotere en aanhoudende uitdaging vormt en, als gevolg daarvan, een meer aanhoudende en krachtige reactie vereist. Het is niet ongewoon dat immunomodulatie door voeding zeer verschillende effecten heeft op de immuunrespons, afhankelijk van de vraag of het vaccin levend of gedood is. Grondige studies bij knaagdieren die aan giftige chemicaliën zijn blootgesteld, wijzen uit dat T-cel-afhankelijke antigenen betere resultaten opleveren bij de initiële screening van immunocompetentie dan T-cel-onafhankelijke antigenen.
In vivo tests van cel-gemedieerde (Th1) reacties zijn belangrijk, en in de immunotoxicologie is de vertraagd-type overgevoeligheidsreactie (DTH) op terugroep-antigenen aangenomen. In de immunologie van vogels wordt het lectine PHA soms voor dit doel gebruikt door de hoeveelheid zwelling te meten die het induceert na injectie in het vleugelweb of het teenweb. Het gebruik van PHA geeft echter aanleiding tot interpretatieproblemen omdat de zwelling het gevolg is van zowel ontsteking als lymfocyteninfiltratie. Het is dus niet mogelijk om met deze test een onderscheid te maken tussen aangeboren en T-lymfocyten-gemedieerde reacties.
Resultaten van in vivo experimenten kunnen soms verder worden onderzocht in ex vivo culturen van verdund volbloed . Volbloed behoudt veel van de voedingsstoffen en hormonale milieu gevonden in vivo, terwijl het zuiveren van leukocyten gevolgd door cultuur in een generiek medium met vreemd serum verwijdert veel belangrijke regulerende factoren die vaak drijven verschuivingen in de immuniteit. Ex vivo experimenten zijn zeer gevoelig voor veranderingen in circulerende stresshormonen. Bijvoorbeeld, de immunosuppressieve effecten van slechts 30 minuten acute stress zijn duidelijk in het vermogen van volbloed om Escherichia coli te doden.
Weerstand van de gastheer tegen uitdagingen met infectueuze organismen is van cruciaal belang voor de uiteindelijke evaluatie van immunomodulatie. Jammer genoeg wordt deze belangrijke stap zelden genomen omwille van de kosten. Wanneer bescherming wordt gekwantificeerd, moeten uitdagende organismen worden gebruikt die Th1, Th2 en inflammatoire immuunreacties peilen om immunosuppressie te onderscheiden van een verschuiving in de nadruk van de reactie (d.w.z., immunomodulatie). Bij immunotoxicologische tests bij knaagdieren vertalen verbindingen die matige veranderingen in indices van immunocompetentie veroorzaken, zich niet altijd in veranderingen in resistentie tegen authentieke pathogenen. Dit is waarschijnlijk te wijten aan de aanzienlijke redundantie en overlapping van immuuneffectorsystemen. Omgekeerd zullen verbindingen die geen bewijs van veranderingen in functionele immuniteitstests produceren, waarschijnlijk geen invloed hebben op de weerstand tegen ziekteverwekkers of tumoren.
Finitief beïnvloedt het ontwikkelingsstadium de gevoeligheid van het immuunsysteem voor verstoring. Het zich ontwikkelende immuunsysteem is gevoeliger voor toxines dan dat van de volwassene , en deze situatie wordt algemeen aangenomen voor voedingsdeficiënties, hoewel weinig onderzoek zich op deze vergelijking bij vogels heeft gericht. Voor toxische stoffen kan blootstelling tijdens de ontwikkeling verschillende kwalitatieve effecten hebben (d.w.z. dat verschillende immuunparameters worden beïnvloed) alsook kwantitatieve effecten (d.w.z. de laagste effectieve dosis en de dosis-responscurve). Insulten tijdens de ontwikkeling kunnen ook meer persistente effecten hebben, soms levenslange immunosuppressie veroorzakend.
Het bestuderen van immuniteit bij in vrijheid levende vogels heeft vele beperkingen die voortvloeien uit de moeilijkheden van het vangen en hervangen van individuen, stress artefacten na de vangst, soortspecificiteit van reagentia, en de geringe grootte van de meeste in vrijheid levende vogels (zie hoofdstuk 22). Het houden van vrijlevende vogels in gevangenschap legt veel druk op hen, zoals stress en ongeschikte voeding en houderij. Zelfs 15-30 minuten stress bij het vangen kan de indices van de aangeboren immuniteit beïnvloeden en de interpretatie van de resultaten in de war sturen. Daarom is het wenselijk de vogels snel na de vangst te bemonsteren en de tests uit te voeren op een enkel bloedmonster.