Иммунная система с рождения следует определенным этапам развития и созревания. Рождается гадкий утенок, который превращается в прекрасного мощного лебедя. Если раньше все наши знания о развитии иммунной системы шли от мышей, то сегодня методы исследования позволяют на малом количестве материала охарактеризовать большое количество иммунных клеток на всех уровнях, включая транскриптом одной отдельной клетки.
В нашем организме все работает по цепочке считывания ДНК.
ДНК– РНК–белок.
ДНК это весь огромный набор генов. Но вы помните, что не все гены всегда активны, есть регуляция. Какие-то включаются, какие-то выключаются, в зависимости от того, что нужно организму. Некоторые гены активны нон стоп, тк поставляют жизненно-важные молекулы орагнизму. С генов в дНК считывается информация в виде РНК молекулы. Переписывается рецепт. Далее по матрице РНК клетка производит белок. Такая система-конвеер.
Транскриптом- это совокупность РНК клетки, из которой произведут белки. То есть это весь продукт считывания ДНК, мы можем понять, какие гены активны в конкретной клетке, какие неактивны, какие белки будут произведены, какие нет и соответственно, что клетка намеривается делать, с кем контактировать, какие сигналы посылать. Помимо этого сегодня можно проанализировать и протеом- это совокупность произведенных белков уже. Это все очень важно. На всех трех уровнях есть очень важная для нас информация. Это к вопросу о том, что просто считать днк (как в модных тестах) вообще ни разу недостаточно. наличие гена не означает, что будет произведен белок и в каком виде, если он будет произведен.
Так вот ученые получили возможность в нынешнем веке залезать и анализировать все три уровня, при этом имея на руках очень мало биологического материала. Чем и пользуются.
Например, они взяли новорожденных и недоношенных и проанализировали иммунную систему оных (кровь) в течение первых 3 месяцев жизни.
Они нашли радикальные изменения, которые невозможно было предсказать, анализируя пуповинную кровь, изменения следовали стеоретипному паттерну (модели) (повторяющаяся неизменная модель поведения иммунной системы, головная линия ее созревания).
Недоношенные и доношенные дети отличаются при рождении, но сходятся на общей траектории, которая, по-видимому, определяется микробными взаимодействиями и затруднена ранним дисбиозом кишечных бактерий.
- Также ученые установили, что преждевременные роды ассоциируются с сильной провоспалительной характеристикой (сигнатурой), которая выражается в повышенной экспрессии хемокинов CXCL11 и CXCL8.
Кроме того, после рождения меняется состав иммунных клеток, какие то популяции снижаются, какие то увеличиваются. Плюс приобретение функций иммунными клетками, не все они с рождения могут выполнять нужные задачи, нужно время на созревание.
Первые 3 месяца жизни были признаны критическими для развития разных видов В-лимфоцитов, натуральных киллеров и дендритных клеток(свах), и на все это влияли факторы окружающей среды.
Весь путь развития иммунной системы новорожденных проходит по динамичной, но целенаправленной траектории, а не случайным образом.
В этот момент, респираторные инфекции могут оставить последствия у некоторых детей, в сочетании с другими факторами среды.
Например,
где-то у половины детей в Великобритании к 6 годам отмечается хотя бы один эпизод хрипов, вызванный как правило нижними вирусными респираторными инфекциями, респираторно-синцитиальным вирусом (РСВ) или риновирусом (РВ). На детей в возрасте до 6 лет приходится 75% госпитализаций в Великобритании по поводу острых хрипов.
При этом глобально инфекционное воздействие приводит к обучению врожденного иммунитета. Это обучение способствует усилению или ослаблению активности иммунного ответа у клеток врожденной иммунной системы. Это долгосрочное программирование врожденных иммунных клеток происходит за счет эпигенетических изменений. Та самая регуляция активности генов.
На клетках врожденной иммунной системы устанавливаются программы иммунного ответа, наиболее эффективные и регулируемые. Мы всегда говорили, что детский сад- это набор картотеки для лимфоцитов, расширение их палитры. Так вот в данном случае речь идет о клетках моноцитах, нейтрофилах, свахах, клетках MAIT и тд. И они тоже регулируются "инфекциями", с помощью эпигенетики и "запоминают" нужные настройки.
Важно отметить, что это регулируется факторами среды, как частотой инфекций, так и климатом, бытом, и микробиотом. В итоге получается, что помимо развития и созревания самой иммунной системы, ее клеток, идет и настройка их регуляции. И в зависимости от факторов– эта надстройка будет либо хорошего качества, либо нет. Тут конечно колоссальную роль играет микробиом ребенка, во всех местах.
Как писалось выше, иногда у некоторых детей, механизмы идут не так, как нужно и те же респираторные инфекции выливаются в фактор риска и провокацию других заболеваний. У каких детей? это главный вопрос, который ученые хотели бы понять. Пока мы на этапе факторов риска и изучения микробиома дыхательной системы.
Ключевой момент развития
Самый ключевой момент– это первые три месяца жизни ребенка, когда идут первые контакты с окружающим миром и заселение организма. Раз он самый ключевой, он и самый тонкий, – воздействие факторов риска будет особенно ощущаться всей системой. Тут и курение, и питание (ГВ/ИВ), и климат, и общий быт, и конечно респираторные инфекции и в целом микробиом и его становление.
Два патогена
Два наиболее распространенных патогена, которые приводят к заболеваниям нижних дыхательных путей на первом году жизни, включают RSV и Риновирусы у человека. И тут такой момент, обсервационные исследования показывают связь, между респираторными инфекциями в первый год, и последующими хрипами и астмой, то метаанализы не так однозначны. Исследования с поправкой на генетическое влияние не показали сильной связи, в отличие от исследований без поправки, и везде много смешивающих факторов. Соответственно прямую причину-следствие это ставит под сомнение.
От RSV у нас есть дети, кто привит, то есть если есть связь, то у этих детей должна быть меньшая частота астмы и хрипов, можно ожидать защитного эффекта от вакцины. Так вот при анализе данных выходит, что защита есть, но не такая значительная, как ожидалось. При этом были различия в микробиоме у привитых недоношенных детей (это основная группа риска по RSV) по отношению к непривитым недоношенным (например, было меньше стафилококка к году).
Подобно определению траекторий функции легких (легкие тоже развиваются по определенной траектории у людей, как и иммунная система), траектории микробиома также были описаны в когортах новорожденных и связаны с риском повторных хрипов и астмы. Исследование "Childhood Origins of Asthma". (дети 0-2 года, 7 временных точек, плюс доп точки во время инфекций). Траектории развития микробиоты были связаны с астмой в возрасте 6, 11, 13 и 18 лет. Микробиом с преобладанием стафилококков в первые 6 месяцев жизни был связан с повышенным риском повторных хрипов в возрасте 3 лет и астмой, сохраняющейся на протяжении всего детства. Во время острых заболеваний с хрипами обнаружение риновирусов и преобладание Moraxella было связано с астмой, которая сохранялась на протяжении всего позднего детства.
Другое исследование показало, что бессимптомные риновирусные инфекции в раннем возрасте ассоциируются с повышенной восприимчивостью к инфекциям респираторного тракта и их повторным возникновением в дальнейшем.
До недавнего времени Риновирус считался вирусом, вызывающим только симптомы простуды в верхних дыхательных путях и не оказывающим большого влияния на заболевания нижних дыхательных путей; однако теперь мы понимаем, что три вида Риновирусов (RV-A, RV-B и RV-C) вызывают различные формы инфекции. ПЛюс индивидуальные факторы у ребенка, его иммунная система и функция легких могут частично объяснять большую тяжесть заболеваний Риновирусом в этой возрастной группе (малых детей) и влиять на исход инфекции нижних дыхательных путей. Нужно сказать, что иммунный ответ слизистых в случае риновируса играет огромную, решающую роль, у малышей она юная, несозревшая, отсюда проблемы.
Также есть генетический полиморфизм известный, вариация, которая предрасполагает к риновирусным инфекциям с хрипами (нижних дыхательных путей). ЧТо важно, дети, с таким генетическим рисунком, но помещенные на ферму, имеют мЕньший риск на хрипы и астму. ТО есть этот полиморфизм подвержен факторам среды (привет опять эпигенетика и микробиом). Есь и другие примеры вариаций в генах, что повышают/ снижают риски с одной стороны, с другой зависят от факторов среды (путем регуляции экспрессии).
В целом по результатам всех исследований вырисовывается определенный паттерн наличия бессимптомных риновирусов и RSV (не говоря о симптомных) и микробных поселений в дыхательных путях (микробиома) с последующим риском хрипов/астмы. Плюс факторы среды, которые влияют в ту или другую сторону.
Опять же, что конкретно важно, описано в статье про первые 3 месяца жизни(выше была ссылка), не буду повторяться. Эта информация для интереса, как развивается наш организм и откуда появляются болезни. Если ваш ребенок в малом возрасте перенес риновирусную или RSV инфекцию, вы можете постараться вести быт, приближенный к фермескому, но мы все понимаем, что в городе это невохможно, а переехать могут не все. Нам остается только ждать, что ученые более тщательно определят и докажут факторы и главное воздействие, те же пробиотики определенных штаммов и прочие технологии, чтобы как-то компенсировать встречу с респираторными инфекциями в первый год жизни.