17.4 Ocena
Ocena zmian w immunokompetencji spowodowanych czynnikami środowiskowymi, takimi jak stres, odżywianie, toksyny lub wydarzenia z historii życia (np. pierzenie, migracja, rozmnażanie), wymaga systematycznego podejścia, które daje wyniki przewidujące „rzeczywistą” ochronę przed chorobami zakaźnymi i nowotworowymi. Co ważne, ocena powinna być w stanie odróżnić pozytywne zmiany w immunokompetencji od potencjalnych zmian niekorzystnych, w tym immunosupresji, niekorzystnej immunostymulacji, immunogenności, nadwrażliwości i autoimmunizacji.
Opracowano standaryzowany panel testów do oceny immunosupresji spowodowanej środkami toksycznymi. Jednak panel ten nie został przetestowany pod kątem przydatności do bardziej fizjologicznych form immunomodulacji, takich jak te spowodowane stresem, odżywianiem lub wydarzeniami z historii życia. Szeroko zakrojone badania w immunotoksykologii wskazują, że aby przewidzieć skuteczność układu odpornościowego w udaremnianiu chorób zakaźnych i nowotworowych, konieczny jest szeroki wachlarz wysoce ilościowych oznaczeń i że nie ma jednego wystarczającego oznaczenia funkcji odpornościowej. Panel immunotoksyczny obejmuje ogólne miary zdrowia (np. masę ciała, spożycie pokarmu, zróżnicowaną liczbę leukocytów), masę i histopatologię pierwotnych i wtórnych narządów odpornościowych oraz funkcjonalne testy odpowiedzi immunologicznej na antygeny. Badania funkcjonalne, które integrują wszystkie procesy komórkowe i regulacyjne odpowiedzialne za ekspresję głównych ramion odporności, są początkowo najbardziej pouczające. Po uzyskaniu ogólnego przeglądu układu odpornościowego, ukierunkowane badania mające na celu odkrycie odpowiedzialnych za to specyficznych mechanizmów są pouczające. Wykorzystanie związków odniesienia (np. azatiopryna, deksametazon, cyklofosfamid, cyklosporyna A) lub składników odżywczych jest również ważne dla porównań międzylaboratoryjnych i międzygatunkowych. Badania mające na celu zbadanie szerokiego wpływu środowiska na immunokompetencję, w tym stresu i diety, powinny obejmować środki zarówno konstytutywnej, jak i indukowanej odporności zapewnianej przez wrodzone i adaptacyjne ramiona układu odpornościowego. Badania in vivo są początkowo najbardziej odpowiednie, ponieważ zmiany w funkcji immunologicznej są często wynikiem zmian w hormonalnym, żywieniowym i fizycznym środowisku, na które narażone są leukocyty. Dodatkowo, krzywe dawka-odpowiedź są kluczowe, ponieważ skutki składników odżywczych, substancji toksycznych i hormonów nie są liniowe i często są dwufazowe .
Do badań in vivo odpowiedzi przeciwciał, łagodne antygeny (np. hemocyanina limpet keyhole, czerwone krwinki owcze, zabite patogeny) pozwalają na pomiar odpowiedzi immunologicznych niezależnie od trwającej infekcji. Użycie żywych szczepionek atenuowanych do sondowania obrony immunologicznej jest obarczone problemami interpretacyjnymi. Duża odpowiedź może być spowodowana lepszą zdolnością do odpowiedzi na dawkę prowokacyjną. Alternatywnie, może to być spowodowane wystarczająco słabą immunokompetencją zwierzęcia, tak że dawka prowokacyjna replikuje się szybko, zapewniając większe i trwałe wyzwanie, a w konsekwencji wymagając bardziej trwałej i energicznej odpowiedzi. Nierzadko immunomodulacja żywieniowa wywiera bardzo różny wpływ na odpowiedź immunologiczną w zależności od tego, czy szczepionka jest żywa-atenuowana czy zabita. Dogłębne badania na gryzoniach narażonych na działanie toksycznych substancji chemicznych wskazują, że antygeny zależne od komórek T dają lepsze wyniki we wstępnych badaniach przesiewowych immunokompetencji niż antygeny niezależne od komórek T. Ważne są badania in vivo odpowiedzi pośredniczących komórek (Th1), a w immunotoksykologii przyjęto odpowiedź nadwrażliwości typu opóźnionego (DTH) na antygeny przypominające. W immunologii ptaków lektyna PHA jest czasami wykorzystywana do tego celu poprzez pomiar wielkości obrzęku, który wywołuje po wstrzyknięciu do sieci skrzydeł lub sieci palców. Jednakże stosowanie PHA wiąże się z problemami interpretacyjnymi, ponieważ obrzęk jest spowodowany zarówno zapaleniem, jak i infiltracją limfocytów. Tak więc, nie jest możliwe, aby wyodrębnić wrodzone i T limfocytów pośredniczących odpowiedzi z tego testu.
Wyniki z eksperymentów in vivo mogą być czasami dalej badane w ex vivo kultur rozcieńczonej krwi pełnej . Krew pełna zachowuje wiele z odżywczego i hormonalnego środowiska znalezionego in vivo, podczas gdy oczyszczanie leukocytów, po którym następuje hodowla w ogólnym medium z obcą surowicą usuwa wiele ważnych czynników regulacyjnych, które często napędzają zmiany w odporności. Eksperymenty ex vivo są bardzo wrażliwe na zmiany w krążących hormonach stresu. Na przykład, immunosupresyjne efekty tylko 30 minut ostrego stresu są widoczne w zdolności pełnej krwi do zabijania Escherichia coli .
Odporność żywiciela na wyzwania z organizmami zakaźnymi jest krytyczna dla ostatecznej oceny immunomodulacji . Niestety, ten ważny krok jest rzadko podejmowany z powodu kosztów. Kiedy ochrona jest określana ilościowo, należy stosować organizmy stanowiące wyzwanie, które sondują Th1, Th2 i zapalne odpowiedzi immunologiczne, aby odróżnić immunosupresję od przesunięcia akcentu odpowiedzi (tj. immunomodulacji). W badaniach immunotoksykologicznych na gryzoniach związki, które powodują umiarkowane zmiany w indeksach immunokompetencji, nie zawsze przekładają się na zmiany w odporności na autentyczne patogeny. Jest to prawdopodobnie spowodowane znaczną redundancją i nakładaniem się układów efektorowych układu odpornościowego. I odwrotnie, związki nie dające dowodów na zmiany w funkcjonalnych testach odporności prawdopodobnie nie wpływają na odporność na patogeny lub guzy .
Wreszcie, etap rozwoju wpływa na wrażliwość układu odpornościowego na perturbacje. Rozwijający się układ odpornościowy jest bardziej podatny na toksyny niż układ dorosłego osobnika, a sytuacja ta jest ogólnie uważana za prawdziwą w przypadku niedoborów żywieniowych, chociaż niewiele badań koncentrowało się na tym porównaniu u ptaków. W przypadku toksykantów, ekspozycja w okresie rozwoju może mieć różne skutki jakościowe (tj. wpływ na różne parametry immunologiczne), jak również ilościowe (tj. najniższa skuteczna dawka i krzywa dawka-odpowiedź). Urazy podczas rozwoju mogą mieć również bardziej trwałe skutki, czasami powodując immunosupresję przez całe życie.
Badanie odporności u ptaków wolno żyjących ma wiele ograniczeń wynikających z trudności w łapaniu i wyłapywaniu osobników, artefaktów stresu po schwytaniu, specyficzności gatunkowej odczynników i małych rozmiarów większości ptaków wolno żyjących (patrz Rozdział 22). Trzymanie ptaków wolno żyjących w niewoli wiąże się z wieloma obciążeniami, takimi jak stres, nieodpowiednia dieta i chów. Nawet 15-30 minutowy stres związany z chwytaniem może wpływać na wskaźniki odporności wrodzonej i utrudniać interpretację wyników. Dlatego pożądane jest pobieranie próbek od ptaków szybko po schwytaniu i przeprowadzanie badań na jednej próbce krwi.