6 сентября 1939 года родился японский ученый и будущий лауреат Нобелевской премии 1987 года Судзуми Тонегава. Этот человек смог объяснить, как наш организм умудряется синтезировать миллионы разнообразных антител, дающих надежную защиту от различных внешних воздействий. MedAboutMe разбирался, что такое антитела, зачем они нам нужны и как они сегодня используются в медицине.
Антитела и антигены
Антителами называются белки, которые в нашем организме вырабатываются В-лимфоцитами при проникновении в тело всего, что можно считать антигеном — любого соединения, опасного или просто чужеродного для нас.
Антигенами могут быть химические вещества, даже такие простые, как, например, металлы, реагирующие с белками тела. Также антигенами могут оказаться вирусы и бактерии, точнее, антигенами в данном случае являются специфические полисахариды или белки (или их комплексы с липидами) на их поверхности. Ввиду своей белковой природы и чужеродности, антигенами могут оказаться белок яйца, пыльца растений, белки клеток и тканей, например, перелитой чужой крови или пересаженных органов.
Иммуноглобулины и иммунная система
Роль антител выполняют иммуноглобулины (ИГ) — специфические белки плазмы крови. Точнее, о них говорят, что они обладают активностью антител. Разные антигены — разные антитела. В нашем теле можно найти миллионы, даже сотни миллионов различных антител, и каждое из них может связываться только со своим антигеном.
Несмотря на такое разнообразие, общая схема строения у всех иммуноглобулинов одна: 2 тяжелых белковых цепи и 2 легких. Последние одинаковы у всех антител. Имеются также константные области иммуноглобулинов, которые не меняются, и вариабельные, определяющие это самое многомиллионное разнообразие. Всего же у человека выделяют 5 подтипов иммуноглобулинов, которые различаются между собой константными доменами тяжелых цепей.
Зачем нам такие белки-антитела, которые образуют комплексы с чужеродными белками-антигенами?
Прежде всего, чтобы не дать патогенным микроорганизмам, несущим эти антигены, атаковать клетки тела. То же самое касается бактериальных токсинов, металлов и других химических веществ, выступающих в роли антигенов. ИГ связывают их и не дают взаимодействовать с клетками хозяина.
Кроме того, комплекс антиген-антитело становится буквально «красной тряпкой» для макрофагов и других клеток иммунной системы, призванных уничтожать пришельцев. Связанные с антителами патогены более уязвимы для макрофагов и лучше распознаются ими.
Наконец, образование комплексов антиген-антитело активирует иммунную систему и запускает целый каскад реакций, призванных избавиться от агрессоров — в этом случае говорят об эффекторной функции иммуноглобулинов.
Иммуноглобулины в анализах
На разных стадиях развития инфекции в организме вырабатываются те или иные иммуноглобулины. Это дает возможность по анализу крови на антитела многое узнать о том, на какой стадии заболевания находится человек. Иммуноглобулины IgE и IgD содержатся в крови в минимальных количествах. А анализ на антитела проводится для определения концентраций иммуноглобулинов IgM, IgG и IgA.
- Иммуноглобулины IgM
При попадании инфекции в тело человека первыми начинают вырабатываться IgM. Они запускают различные реакции иммунной системы. Уже через 5 дней с момента заражения их можно обнаружить в крови человека. Максимальные концентрации наблюдаются в период с 1-й по 4-ю неделю заболевания и постепенно снижаются до показателей нормы. IgM — показатель острой формы болезни. Если IgM не определяется, это значит, что либо человек с инфекцией не контактировал, либо она уже перешла в хроническую стадию. И тут в дело вступает IgG.
- Иммуноглобулины IgG
Через 10-15 дней с момента инфицирования организм начинает производить иммуноглобулины IgG — активаторы основного иммунного ответа. Эти антитела предназначены для длительной защиты тела человека и дольше сохраняются в сыворотке крови. Более того, на протяжении многих лет они могут содержаться в минимальных концентрациях в крови человека, но при повторном столкновении с тем же антигеном их уровень быстро растет. То есть, наличие IgG говорит о хроническом процессе либо о том, что организм сталкивался с данной инфекцией, выздоровел и приобрел иммунитет к ней.
- Иммуноглобулины IgA
Антитела IgA обычно образуются через 10-14 дней после инфицирования. В основной своей массе их выработка идет в области «входных ворот» инфекции — слизистые дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы. Поэтому их можно найти на ранних этапах заболевания даже в вагинальном секрете и семенной жидкости. Уровень IgA падает через 2-4 месяца, если лечение было проведено успешно. Если же этот показатель не снижается, лечение не помогло. Если IgА есть, а IgМ нет — речь идет о хронической или скрытой инфекции. Если IgA есть, и IgM есть, значит, острая фаза в разгаре.
Врачи отправляют пациента на анализ, а потом по комбинации полученных результатов решают, как лечить пациента и стоит ли это делать вообще.
Антитела как лекарства
Иммуноглобулины, как было сказано выше, способствуют скорейшему уничтожению патогенных микроорганизмов. Но они могут не только активировать работу иммунной системы, но и угнетать ее, то есть обладают как иммуностимулирующим, так и иммуносупрессивным действием. Неудивительно, что довольно быстро врачи и ученые задумались на тему создания препаратов антител для людей, у которых их не хватает. Например, для защиты и лечения различных инфекций. Ведь можно не ждать, пока организм наконец произведет собственные антитела — достаточно взять уже готовые и ввести их пациенту.
В 1952 году ученые научились выделять иммуноглобулины из сыворотки крови. Сначала их пробовали вводить внутримышечно. Но этот метод оказался мало эффективным из-за того, что большая часть препарата разрушалась в области инъекции. А введение тех же иммуноглобулинов для внутримышечного введения в вены вызывало разнообразные неприятные побочные эффекты. Только в 1970-1980-х гг. были созданы безопасные препараты антител для внутривенного применения. Сегодня антитела вводят и внутримышечно, и подкожно, и внутривенно, и даже в спинномозговой канал.
Иммуноглобулины для лекарственного применения получают из сыворотки крови после тщательной ее очистки от так называемых балластных белков — последние могут оказаться токсичными для пациента и привести к развитию аллергической реакции. Главный иммуноглобулин в этом случае — IgG. При введении антител для защиты от инфекции пассивный иммунитет развивается уже через несколько часов и сохраняется на протяжении двух недель.
Кому нужны чужие антитела?
Чужие иммуноглобулины нужны, прежде всего, людям, иммунная система которых не в состоянии вырабатывать их самостоятельно в нужном количестве или нет возможности ждать, пока организм сам выработает антитела.
Некоторые инфекции успеют убить пациента раньше, чем его иммунная система начнет бороться с ней — это касается столбняка, бешенства и целого ряда других опасных заболеваний. Это также относится к людям с тяжелым течением инфекционных заболеваний (сепсис, гнойные инфекции).
В перечень антител, применяемых в медицинской практике для борьбы с инфекциями, входят Иммуноглобулин антирабический (против бешенства), Иммуноглобулин против клещевого энцефалита, Иммуноглобулин противосибиреязвенный, Иммуноглобулин антицитомегаловирусный, Иммуноглобулин против гепатита В, Иммуноглобулин противостафилококковый, Иммуноглобулин противостолбнячный и др.
Особняком стоит Иммуноглобулин антирезус, который назначается для профилактики резус-конфликта при беременности.
Наконец, в число пациентов, нуждающихся в «нормальном иммуноглобулине человека», входят:
- Пациенты с первичными и вторичными иммунодефицитами, при которых нарушен синтез антител.
- Низкий уровень иммунной защиты наблюдается также у больных диабетом, у людей с болезнями почек и почечной недостаточностью.
- Пациенты с некоторыми аутоиммунными патологиями (ревматические болезни, в этом случае речь идет как раз об иммунносупрессивной терапии).
- Нехватка собственных антител может также быть при приеме некоторых лекарств (стероидные препараты).
Иммуноглобулины — эффективное лекарство, если их применяют «в нужное время и в нужном месте». Но ни в коем случае нельзя заниматься самолечением антителами. Все-таки это чужой белок, поэтому только врач может дать добро на его введение в тело пациента и верно оценить все возможные риски. Так, аллергики входят в группу повышенного риска развития тяжелых побочных эффектов при введении антител.
Но нельзя отказываться от введения имммуноглобулинов, когда речь идет о таких смертельно опасных инфекциях, как бешенство, столбняк и др. В этом случае счет идет на часы. Промедление в прямом смысле этого слова может оказаться смерти подобно.
