Immunologia noworodkowa

Wprowadzenie

Podobnie jak wiele innych układów w organizmie, układ odpornościowy nie jest w pełni funkcjonalny po urodzeniu i dlatego jesteśmy narażeni na zwiększone ryzyko infekcji. Jednocześnie, akt narodzin – przejście ze sterylnego środowiska macicy do szerszego świata, naraża nas na cały szereg patogenów, z którymi nigdy się nie zetknęliśmy i przed którymi nie mamy żadnej ochrony. Aby uzupełnić ten okres niedojrzałości immunologicznej i zmniejszyć ryzyko infekcji, matka przekazuje dziecku ochronę bierną, głównie w postaci przeciwciał.

Odpowiedź immunologiczna we wczesnym okresie życia jest osłabiona w porównaniu z dorosłymi. To w części jest spowodowane przez immunosupresyjne środowisko macicy. Spekulatywnie jednak może to być również przystosowanie do ekspozycji na duże ilości nowych antygenów we wczesnym życiu. Odpowiedź immunologiczna jest starannie regulowana, aby zapewnić odpowiedni poziom odpowiedzi immunologicznej, ale uniknąć reakcji zapalnych na łagodne lub nieszkodliwe antygeny. Ponieważ we wczesnym okresie życia jest więcej nowych antygenów, może się zdarzyć, że odpowiedź jest skrzywiona w kierunku supresji.

Zmniejszenie odpowiedzi immunologicznej prowadzi do zwiększonej podatności na patogeny i do zmniejszonej odpowiedzi na szczepionki, które są skuteczne u dorosłych, co wymaga badań nad preparatami specyficznymi dla niemowląt. Zmieniona funkcja noworodkowej odpowiedzi immunologicznej może również wpływać na rozwój astmy i alergii w późniejszym życiu.

Ważność

Pięć milionów niemowląt umiera w pierwszym roku życia, 1,5 miliona z tych zgonów jest spowodowanych infekcjami. Najczęstszymi przyczynami są infekcje dróg oddechowych i biegunka. Niestety, obecne szczepionki nie są tak skuteczne we wczesnym okresie życia, jak w wieku dorosłym.

Rozwój układu odpornościowego

Na wiele sposobów układ odpornościowy, z którym się rodzimy, jest produktem środowiska immunologicznego w czasie ciąży. Aby utrzymać płód, matka musi ignorować płodowe alloantygeny (połowa antygenów jest ojcowska, a więc obcego pochodzenia). Prowadzi to do scenariusza immunosupresji/regulacji w czasie ciąży i przenosi się to na wczesne życie. (Więcej o rozwoju komórkowym patrz: Rozwój komórek T w grasicy).

Przekazywanie ochrony z matki na dziecko

Głównym składnikiem ochrony immunologicznej przekazywanej z matki na dziecko są przeciwciała. Jest ono przenoszone przez łożysko do płodu za pomocą FcRn (neonatalny receptor Fc). Przeciwciała są również przenoszone do niemowlęcia poprzez mleko matki. Główną przekazywaną klasą immunoglobulin jest IgA, przekazywana IgA działa na powierzchniach błon śluzowych, gdzie jest w stanie zapobiec wnikaniu patogenów. Jednakże przekazywane są inne ważne czynniki, w tym dopełniacz i bakterie komensalne – co może zapewnić ochronę przed astmą i alergią w późniejszym życiu (patrz: Układ dopełniacza).

Właściwości układu odpornościowego noworodków

Rozpoznawanie wzorców: Neonatalne odpowiedzi na wzorce molekularne związane z patogenami (PAMP) są zmniejszone w porównaniu z dorosłymi. Jednakże poziom ekspresji receptorów rozpoznawania wzorców (pattern recognition receptor – PRR) jest podobny. Wydaje się, że cząsteczki, które przekazują sygnał (np. czynnik odpowiedzi interferonu 3 – IRF3) mają zmniejszoną funkcję. Prowadzi to do zmniejszonej produkcji kluczowych mediatorów zapalenia, na przykład interleukiny-12 (IL-12) i interferonu-α (IFNα). Funkcja PRR zwiększa się w czasie, a wzrost zdolności występuje proporcjonalnie do czasu od urodzenia, a nie wieku „ciążowego”, co sugeruje, że jest kontrolowana przez ekspozycję na środowisko i usunięcie wpływu matki.

T-komórkowa odpowiedź: Istnieje dobrze udokumentowane przechylenie noworodkowej odpowiedzi komórek T w kierunku T helper 2 (Th2). Jest to związane z redukcją produkcji IL-12 i IFNα przez noworodkowe komórki prezentujące antygen (APC). Może to mieć wpływ na odpowiedź immunologiczną na antygeny obserwowane we wczesnym okresie życia – być może indukując odpowiedź typu alergicznego.

Odpowiedź komórek B: Produkcja przeciwciał we wczesnym okresie życia jest zmniejszona. W szczególności zmniejszona jest odpowiedź przeciwciał na antygeny polisacharydowe. Jest to szczególny problem w odniesieniu do zakażeń bakteryjnych, na które noworodki są bardzo podatne. To niepowodzenie w wytwarzaniu przeciwciał jest związane z kilkoma czynnikami, w tym zmniejszoną pomocą komórek T, mniejszą liczbą pęcherzykowych komórek dendrytycznych i centrów zarodkowych oraz zmniejszoną sygnalizacją przez członków rodziny ligandów CD40.

Dolne skutki noworodkowej odpowiedzi immunologicznej

Niedojrzałość noworodkowej odpowiedzi immunologicznej ma wpływ na trzy ważne obszary:

1. Zwiększona podatność na zakażenia. Rozpoznawanie czynników zakaźnych jest zmniejszone we wczesnym okresie życia i dlatego łatwiej jest patogenowi wtargnąć do gospodarza. Noworodki są również mniej doświadczone, więc nie mają pamięci immunologicznej przeciwko infekcji.

2. Zmniejszona skuteczność szczepionki. Podobnie jak w przypadku zakażenia, zmniejszone rozpoznawanie antygenów szczepionkowych jako obcych oznacza, że indukcja ochronnych odpowiedzi pamięciowych na szczepionki jest zmniejszona. Istnieje również wpływ przeciwciał pochodzących od matki, które mogą maskować kluczowe epitopy szczepionki.

3. Rozwój astmy i alergii. Skośność Th2 odpowiedzi komórek T jest hipotezą, że napędza rozwój odpowiedzi alergicznych na antygen we wczesnym okresie życia.