17 марта 2018 г. | Автор: Максим Казарновский
Как работают вакцины

Вакцинация или прививка — создание искусственного иммунитета для предотвращения и уменьшения отрицательных последствий болезни.

Вакцина не работает в одиночку. Чтобы победить болезнь, она призывает напарника, который обитает в нашем организме — иммунитет. Давайте вначале разберемся, как работает он. В иммунной системе человека есть две линии защиты, которые по-разному справляются с инфекцией.

Врождённый ­иммунитет

Первая линия — это так называемый врождённый ­иммунитет. Клетки, которые его формируют, расположены по всем тканям организма и всегда готовы выступить на защиту от захватчиков. Они распознают «шаблоны» патогенов — различные молекулы, которых нет в нашем организме, но встречаются у бактерий, вирусов или грибов. При распознавании патогена клетки врождённого иммунитета мобилизуются для уничтожения инфекции, вызывая воспаление — специальную реакцию для защиты организма.

При воспалении все «выходы» из заражённого участка блокируются, он наполняется кровью и клетками-фагоцитами, которые узнают вирусы, бактерии, грибы и поедают их.

Воспалительная реакция

Воспалиться может не только повреждённая кожа. Если бактерии попадают в лёгкие — будет воспаление лёгких. В носу вирусы и бактерии вызывают насморк — воспаление слизистой оболочки.

Но воспаление — не абсолютная защита от инфекций. Оно неизбирательно и дорого обходится организму. Воспаление сильно меняет условия внутри ткани, поэтому наши собственные клетки страдают наравне, а то и сильнее бактерий.

Кроме того, воспаление не обладает эффектом памяти. Если врождённому иммунитету удаётся очистить ткань от инфекции, то при повторном заражении всё придётся начинать сначала — повреждать ткань, бороться с патогенами и так далее. Многие бактерии научились выживать и даже процветать в таких условиях.

Адаптивный иммунитет

Специально для борьбы с «хитрыми» врагами в ходе эволюции мы приобрели вторую защитную систему — адаптивный ­иммунитет. В отличие от врождённого, он «бьёт» не по всей ткани, а прицельно по захватчикам. Для этого он адаптируется к ним, за что и получил своё название. Процесс адаптации занимаетнесколько дней, а потом формируется иммунологическая память: тот же враг — бактерия или вирус — при повторном заражении будет уничтожен моментально, «на пороге» организма.

Клетки адаптивного иммунитета называются лимфоцитами и сидят в лимфатических узлах по всему телу. Когда врождённому иммунитету не удаётся сразу справиться с воспалением, он отправляет своеобразного «гонца» в ближайший лимфоузел. Это специальная клетка, похожая внешне на дерево, за что учёные дали ей название дендритная (по-латински «дендриты» — это «отростки»). Она несёт на своих отростках кусочки белков организмов, которые вызвали инфекцию.

Работа адаптивного иммунитета

Дендритная клетка выставляет на поверхность часть убитой бактерии (антиген). Антиген взаимодействует с лимфоцитом. Лимфоцит активируется, делится. Через несколько дней «обученные» лимфоциты отправляются на место заражения.

Лимфоциты в лимфоузлах собираются вокруг дендритной клетки и облепляют её отростки. Через несколько дней среди лимфоцитов выбираются «бойцы», которые будут узнавать и атаковать эти белки. Происходит своеобразная «тренировка» иммунных клеток. Они делятся, их становится больше — лимфоузлы вздуваются, но не от воспаления, а от наполняющей их «армии» лимфоцитов. По истечении 3–4 дней некоторые лимфоциты покидают лимфоузел и отправляются на место заражения. С этого момента часы патогена сочтены.

Лимфоциты, прибывшие в воспалённый участок, полностью меняют расклад сил в этой борьбе. Одни лимфоциты безжалостно уничтожают все заражённые клетки собственного организма, пока из них не вышли вирусы или бактерии. Другие контролируют воспалительный процесс, делая его более скоординированным. Третьи остаются в лимфоузлах, но наполняют организм молекулами, которые «метят» патогенов, чтобы иммунные клетки легко могли их обнаружить. 

Как вакцины дружат с иммунитетом

Теперь у нас есть все необходимые знания, чтобы понять, как работают вакцины. Мы видели, как сработало прививание здоровому человеку ослабленной или похожей, но чужой болезни. Теперь, зная, как работает врождённый и адаптивный иммунитет, мы можем восстановить цепь событий, которая привела организм к защите от болезни.

Современная вакцина состоит из двух основных компонентов, который врачи называют «антигеном» и «адъювантом».

Антиген

Ослабленный патоген или его отдельные фрагменты. В некоторых случаях применяется «чужой» патоген, но похожий по белкам на наш. Например, от человеческого туберкулёза прививают возбудителем бычьего. Иногда вместо целых патогенов используют только их очищенные белки. Главное — чтобы адаптивному иммунитету было на что «нацелиться».

Адъювант

От латинского adjuvare — «добавлять, помогать». Адъювант — это смесь «сигналов опасности» для врождённого иммунитета. 

Как мы помним, он реагирует на характерные шаблоны патогенов. Реакция выражается в воспалении и отправке нагруженных белками (в случае вакцины — антигеном) дендритных клеток в лимфоузлы. Чтобы вызвать эту реакцию, мы собираем несколько бактериальных шаблонов, перемолотых в мелкую пыль. Такая смесь и будет адъювантом. При введении в организм она вызывает довольно сильное воспаление, но единственным чужеродным белком, который сможет отправиться из этого места в лимфоузел, будет антиген.

И что же получится, когда мы введём такую смесь, например, в мышцу? Врождённый иммунитет сообщит детали антигена адаптивному иммунитету. Тот настроится на противодействие патогену, которого в организме ещё нет (есть только его белки). В итоге иммунная память будет сформирована без настоящего заболевания. Когда вирус или бактерия придёт, организм встретит их во всеоружии и моментально уничтожит. А пациент даже не заметит этой встречи.

Однако у всего есть цена. Побочные эффекты свойственны всем лекарствам, вакцины — не исключение. В месте введения может возникнуть продолжительное покраснение и боль. Организм решает, что проблема достаточно серьёзна, чтобы поднять температуру тела (так он реагирует на сильное воспаление). Человек сляжет как бы с болезнью, хотя на самом деле здоров. А если человек перед вакцинацией был болен, его болезнь может усилиться. Потому вакцинируют только полностью здоровых людей.