CC BY
30
УДК: 619:616.98:5782
Маслянко Р.П., д.б.н., професор; Левк1вський Д.М., к.вет.н., доцент;
Божик Л.Я., к.вет.н., ст. викл.; Левк1вська Н.Д., к.вет.н., асистент;
Матвпшин Т.С., асистент; Рапа O.I., асистент © Лъе1есъкий нацюналънийутеерситет ветеринарногмедицини та бютехнологш iмет С.З. Гжицъкого, , м. Лъвгв, Украгна
ПРОТИ1НФЕКЦ1ЙНИЙ ЗАХИСТ ТА 1МУННА В1ДПОВ1ДЬ У ТВАРИН
У emammi представлено аналтичний огляд лтератури та власних доелгдженъ, присвячений проблемам захисту протшнфекцтних azenmie у телят. Огляд включае дат експерименталъних доелгдженъ, отриманих за остант роки в клтщ ¿острых тфекцш. Обговорюютъся мехатзми pesuemenmHoemi в pi3Hi фазы тфекщйного процесу, неоднозначна роль Т-гелперних л1мфоцит1в 1 та 2 munie залежных eidnoeideù при ргзних тфекщях, анал1зуетъся роль вакцинального iмуттету у emiÜKoemi телят до збудниюв окремих тфекцт.
Показано, що при деяких тфекщях критичну роль eidispae вроджена резистенттстъ, а специф1чнии "Т-клтинний iмуттет " в1дхиляетъся у той чи тшии 6îk nid "тструктуючим" впливом фaкmopiв природженого iMymmemy та сформованого за ïx участю piem антигенного навантаження. Ефективтстъ cneцuфiчнoï iMyHHOï eidnoeidi буде залежати eid того, чи задоволъняе иого npoeidnuù мехатзм умовам yenimnoï eлiмiнaцiï даного патогену, чи здатнии ein очистити оргатзм при даному бaкmepiaлънoмy чи eipycnoMy навантаженню та чи здатнии ein забезпечити надшнии протшфекцтний захист.
В цыому представлет в даному oглядi резулътати експерименталъних до^дженъ показуютъ, що при pi3HUX тфекщях проявляютъея pi3Hi cniввiднoшeння мiж "початковою" (euxidnow) та "ктцевою" резистенттстю оргатзму залежно eid особливостеи природного iMymmemy, нaявнocmi та влacmuвocmi iмyнoлoгiчнoï naM^mi Th1 або Th2 типу iMynnoï eidnoeidi, що розвиваетъея на конкретнии збудник хвороби.
Ключов1 слова: телята, тфекщя, iMymmem, резистенттстъ, вакцинащя.
УДК: 619:616.98:5782
Маслянко Р.П., Левкивский Д.М., Божык Л.Я., Левкивская Н.Д., Матвиишин Т.С., Рапа А.И.
Львовский националъныйуниверситет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С.З. Гжицъкого, г. Львов, Украина
© Маслянко Р.П., Левшвський Д.М., Божик Л.Я., Левшвська Н.Д., Матвишин Т.С., РапаО.1., 2014
224
ПРОТИВОИНФЕКЦИОННАЯ ЗАЩИТА И ИММУННЫЙ ОТВЕТ
В ЖИВОТНЫХ
В статье представлен аналитический обзор литературы и собственных исследований, посвященный проблемам защиты противоинфекционных агентов у телят. Обзор включает данные экспериментальных исследований полученных за последние годы в клинике острых инфекций. Обсуждаются механизмы резистентности в различные фазы инфекционного процесса, неоднозначная роль Т-гелперних лимфоцитов 1 и 2 типов зависимых ответов при различных инфекциях, анализируется роль вакцинального иммунитета в устойчивости телят возбудителей отдельных инфекций.
Показано, что при некоторых инфекциях, критическую роль играет врожденная резистентность, а специфический "Т-клеточный иммунитет" отклоняется в ту или иную сторону под "инструктажным" влиянием факторов врожденного иммунитета и сформированного с их участием уровня антигенной нагрузки. Эффективность специфического иммунного ответа будет зависеть от того, удовлетворяет ли его ведущий механизм условиям успешной элиминации данного патогена, способен ли он очистить организм при данной бактериальном или вирусном нагрузке и способен ли он обеспечить надежную защиту в борьбе с инфекцией.
В целом представленные в данном обзоре результаты экспериментальных исследований показывают, что при различных инфекциях проявляются различные соотношения между "начальной" и "конечной" резистентностью организма в зависимости от особенностей естественного иммунитета, наличия и свойства иммунологической памяти Th1 или Th2 типа иммунного ответа, развивающегося на конкретный возбудитель болезни.
Ключевые слова: телята, инфекция, иммунитет, резистентность, вакцинация.
UDC: 619:616.98:5782
Maslianko R.P., Levkivsky D.M., Bozhyk L.Ya., Levkivsjka N.D., Matwiischyn T.S., Rapa O.I.
Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnology named of S.Z. Gzickyj, Lviv, Ukraine
IMMUNE DEFENSE AND IMMUNE RESPONSE IN ANIMALS
This paper presents an analytical review of the literature and own studies Jenny, devoted to the problems of protection of anti-infection agents in calves. Overview of experimental studies include data obtained in recent years in clinical acute infections. Mechanisms of resistance in different phases of infection, the ambiguous role of T-lymphocytes helpernyh 1 and 2 types of dependent responses at various infections, examines the role induced immunity in calves to pathogens stability of individual infections.
225
It is shown that in some infections, the critical role of innate resistance and specific "T-cell-mediated immunity" is rejected in one way or another by "instructing" the influence factors of innate immunity and formed with their participation level of antigenic load. The effectiveness of a specific immune response will depend on whether it satisfies the driving mechanism condition _ for the successful elimination of the pathogen if it is able to cleanse the body at a given bacterial or viral load and whether he is able to provide reliable protection protyifektsiynyy.
Generally presented in this review, the results of experimental studies suggest that infections occur in various different ratio between the "original" (the original) and "final" resistance of the body, depending on the characteristics of natural immunity, the presence and properties of immunological memory Th1 or Th2 type immune response that develops in a specific infectious agent.
Key words: calves, infection, immunity, resistance, vaccination.
1ндивщуальна стшюсть оргашзму до одного i того ж збудника шфекцш -важлива проблема клшчно! ¿мунологи. Резистентшсть оргашзму до шфекцшних агент1в забезпечуеться численними факторами природженого та адаптивного ¿муштету. Однак ix вщносна роль у захист1 проти р1зних збудниюв до цього часу ще остаточно не з'ясована. Стшюсть оргашзму до конкретного патогену генетично детермшована, при цьому генетичному контролю шдлягають мехашзми як вродженого, так i адаптивного (специф1чного) ¿муштету [9, 12].
В експериментальних дослщженнях, проведених рашше, встановлено ¿снування високо-резистентних i низько-резистентних лшш мишей до конкретного збудника шфекцш, для яких величина летально! дози вщр1знялися у 100 i 10000 раз1в. Встановлено, що резистентшсть оргашзму тварин до шфекцшних захворювань з внутршньокл1тинною локал1защею збудника (в1руси, окрем1 бактери, однокл1тинш гриби, найпростш1) асоцшована з вираженою вщповщдю Т-гелпер1в I типу (Th1), тод1 як чутливкть - з ¿мунною вщповщдю Th2 типу. Знищення гельмшпв здшснюеться за мехашзмом гшерчутливост1 негайного типу (ГНТ), тому резистентшсть при глистнш швази зв'язана з експреаею Th2 та продукщею 1Л-4 та 1Л-5, яю контролюють ГНТ, а чутливють обумовлена нездатшстю тварин певних лшш розвинути кнуючу Th2 вщповщь [19].
Таким чином, в принцип! у представниюв одного виду можливе формування ¿мунно! вщповда кл1тинного чи гуморального профшю при будь-якш шфекцп. Причиною цього, очевидно, е неоднакова вихщна резистентшсть до конкретного патогену, яка визначае величину антигенного навантаження на eTani шщаци ¿мунно! вщповщг У свою чергу, власне доза антигену служить основним фактором селекцп альтернативних субпопуляцш Т-гелпер1в [6, 12, 15].
Даш про порогов! дози антигену для формування Th1 чи Th2 вщповвд е суперечливими. 1мунне вщхилення в 6iK Th1 чи Th2 залежить вщ виду антигену, мюця та кратност1 експозици, типу антигенпредставляючих кл1тин (АПК) [7, 8]. Як правило, при введенш розчинного антигену в покриви тканини
226
чи слизов1 оболонки, диференщацш Th2 та ¿муноглобулшов1 вщповщ1 викликають низью дози антигену, тод1 як системну Th2-iMyHHy вщповщь стимулюють переважно висою антигент навантаження [1, 7, 21, 22]. Дози антигену, що визначають високий баланс Th1/Th2 однаков1 у системнш i локальнш ¿муннш вщповвд [12, 21]. Проте, при ¿мушзацп еритроцитами в1вщ у мишей бшьшост1 лшш порщ антигенно! чутливост1 для розвитку гшерчутливост1 сповшьненого типу (ГСТ) в системному локальному ¿муштет1 у 10-100 раз1в нижча, шж для антитшоутворення (АУ) [16, 21].
В ряд1 дослщжень встановлено, що стшккть до шфекцшних агент1в значно коливаеться у мишей р1зних лшш, як1 вщр1зняються за генами г1стосум1сност1 МНС (Н-2 у мишей). Для прикладу можна пор1вняти (за даними л1тератури), стшкють до збудник1в р1зних шфекцш мишей двох лшш, яю найчастше використовуються в експериментах - BALB (H2d) i С57 BL/6 -(Н2в). Щ лшп е опозитш за чутливктю до Bipycy простого герпесу (HSV-1) i цитомегалов1русу (CMV), при цьому в обох випадках миш1 C57BL/6 -резистентш, а В ALB (с-чутлив1) [13, 20]. Чутливкть до HSV-1 штраназально заражених мишей лшш ВАВ/с асоцшована з ¿мунним в1дхиленням в 6iK локально! вщповвд Th2-rany: СД4+ Т-л1мфоцити регюнарних л1мфовузл1в i лжвору, стимульоват in vitro HSV-1, продукували 1Л-4 у кшькостях, як! корелювали з тяжюстю HSV ¿ндукованого енцефал1ту [2]. У чутливих до CMV мишей лшп BALB/c на 4-7 день теля шф1кування розвивалася шволюц1я тимусу ¿з втратами 80-90% тимоципв СД4-СД8+ тимоцит1в, чого не спостертали у резистентних C57BL/6. Однак генетичний контроль чутливост1 до CMV не залежить вщ Н2 генотипу та асоцшований з КК-1+Т-кл1тинами -фактором природженого ¿муштету [6].
Под1бт стввщношення резистентност1 чи чутливост1 у мишей обох лшш виявляються при шфжуванш найпростшими Leishmania major. Кл1тини рег1онарних л1мфовузл1в мишей лшп C57BL/6 через мюяць теля шфжування продукували в 5 раз1в бшьше гама-штерферону (IFN-y), шж 1Л-4, в той час коли стввщношення цитоютв Th1/Th2 у мишей з лшп BALB/6 було зворотним [14]. Отже, резистенттсть асоцшована з ТЫ-кл1тинами, а чутливють - з Th2-субпопулящею, що погоджуеться з уявленням про ведучють кл1ренсу внутр1шньокл1тинних паразита.
Оскшьки р1знищ м1ж двома лмями тварин стосуються стшкост1 до окремих шфекцш, можна припустити, що вони зумовлет р1зною ефективтетю до1мунних мехашзм1в захисту в контрол1 розмноження цих збудниюв [5, 17]. Завдяки високоефективному природженому ¿муттету у мишей будь-яко! з лшп формуеться вщносно низький р1вень антигенного навантаження, сприятливого для генерацп Th1 та проективному кл1тинному ¿муштеп. В цей же час у мишей s лшп р1вень антигенного навантаження значно перевищуе допустимий для диференщацп Th1 та ¿ндукуе ¿мунне вщхилення в 6iK Th2, контролюючих антитшоутворення, тобто гуморальну ланку ¿муттету та обмежуючи Th1 залежне ¿мунне запалення. Очевидно, Th2 вщповщь у мишей, е "спробою" ¿мунно! системи обмежити кл1тинно-опосередковану Th1 залежну вщповщь, яка була б руйтвною для господаря, що був ваяний масивною дозою патогену.
227
Вщповщь мишей лшш C57BL6 i BALB/c на ряд шфекцшних агента под1бна за кшцевим ефектом. У деяких випадках мишей обох лшш зараховують до числа нечутливих, шод1 - до числа резистентних. До Bipycy грипу миш1 обох лшш виявилися однаково чутливими, захвор1вши пневмошею теля штраназального заражения [2].
Чутливими також виявилися миш1 лшш C57Bh/6 та BALB/c до внутршньовенного заражения мжобактер1ями, що викликають у них летальну шфекцш. Стшккть або чутливкть мишей до Mycobacterium tuberculosis знаходиться пщ полтенним наглядом [9]. Виявлено, що цитокш Th1 - INF-y вдаграе головну роль в cynpecii Th2 провокуючи хворобу, у шфжованих М. bovis мишей з вщповщдю Th1+Th2 [19].
При деяких шфекщях, критичну роль вщ1грае вроджена (початкова) резистентшсть, а специф1чний "Т-кл1тинний ¿муштет" вщхиляеться у той чи шший 6iK пщ "шструктуючим" впливом фактор1в природженого ¿муштету та сформованого за ix участю р1вня антигенного навантаження [20]. Ефектившсть специф1чно! ¿мунно! вщповда (та кшцева резистентшсть) буде залежати вщ того, чи задовольняе його провщний мехашзм умовам усшшно! ел1мшацп даного патогену, чи здатний вш очистити оргашзм при даному бактер1альному чи BipycHOMy навантаженню та чи здатний вш забезпечити надшний протшфекцшний захист [20].
Радикальним способом змшити чутливють до збудниюв р1зних шфекцш е попередня ¿мушзащя. В результат! ¿мушзаци в оргашзм1 накопичуються Т- i В-кл1тини пам'ят1, яю при повторному зараженш пришвидшують та посилюють специф1чш ¿мунн! реакци захисту [10, 13, 21]. Тривалкть персистенци Т- i В-кл1тин пам'ят1 пов'язана з пщвищеною експреаею iHriöiTopa апоптозу В-л1мфоцита (Вс1-2) [21]. Головним субстратом ¿мунолопчно! пам'ят1 е комплекс МНС-пептид, який збер1гаеться у дендритних кл1тинах л1мфо1дно1 тканини [10].
3 врахуванням законом1рностей, виявлених в експериментах на лшшних лабораторних тваринах, можна припустити, що в оргашзм1 ссавщв в цшому функцюнуе багатор1внева система регуляци ¿мунно! вщповда, що визначае кшцеву резистентшсть до конкретного патогену та ткно пов'язана з початковою резистентшстю до даного збудника. Початкова резистентшсть зв'язана з численними факторами природного та набутого ¿муштету та реал1зуеться пщ контролем продукта гешв МНС I i II клаЫв [5, 6, 7, 8, 20].
В гетерогеннш популяци тварин i людини розшарування шдивщуальних мехашзм1в резистентност1 до р1зних збудниюв е бшьш складною, шж у лабораторних тварин шбредних лшш. Резистентшсть на piBHi людсько! популяци пщпорядковуеться нормальному розподшу Гауса, що забезпечуеться виживання популяци в цшому. Очевидно, власне з певними змшами резистентност1 до конкретного збудника пов'язаш pi3Hi форми шфекци з неоднаковими параметрами клмчного та ¿мунолопчного процесу.
Так, в дослщженнях Б.Е. Кноршг [3] при ¿мунолопчному обстеженш хворих людей на туберкульоз видшено 4 вар1анти ¿мунолопчно! вщповда з боку кл1тинного та гуморального ¿муштету, специф1чних i неспециф1чних реакцш бласттрансформацп (ФТА-РБТЛ) та протитуберкульозш антитша. В
228
результат! виявлено зв'язок гуморального профшю ¿мунно! вщповда (2 i 4 вар1ант) з розповсюдженою формою туберкульозу в ексудативнш фаз1 або з ф1брознокавернозним, а кл1тинного профшю (3 вар1ант), продуктивним типом запалення та тенденщею до обмеження патолопчного процесу [8].
В наших дослщженнях, присвячених особливостям ¿мунних реакцш при туберкульоз1 у кор!в, розглянуто прям1 та опосередковаш мехашзми, яю дозволяють м1кобактер1ями туберкульозу ухилятися вщ ¿мунолопчного нагляду з боку оргашзму господаря, що веде до розвитку ¿мунолопчно! недостатност1
[9].
У телят з р!зним антенатальним розвитком, яю вакциноваш кол1бактерюзними антигенами вихщна резистентшсть до збудниюв кишкових шфекцш включае мехашзми ¿мунолопчно! пам'ят1, що суттево впливае на формування р1вня ¿мунно! вщповда та И захисний потенщал у попередженш значних ускладнень за рахунок р1зних неонатальних шфекцш. Очевидно, наявшсть Т-кл1тин-пам'ятьпопередниюв СД8+ цитотоксичних Т-л1мфоцит1в (ЦТЛ) - значно пщвищуе ефектившсть кл1тинних вщповщей, яю забезпечують переваги перед гуморальними р1внями у рашше вакцинованих телят.
СД8+ Т-кл1тини пам'ят1 е довгоживучою субпопулящею [17, 21]. Доведено, що попередники ЦТЛ можуть циркулювати в оргашзм1 д1тей 6 роюв теля вакцинацп проти паратифу. Проте, з продовженням штервалу часу, що пройде теля вакцинацп, функцюнальш властивост1 кл1тин-пам'ят1 змшюються в 6iK переважно! активацп антитшоутворення [8, 13].
Таким чином, диференщащя piBHiB (тишв) ¿мунно! вщповда при шфекцшних захворюваннях дае можливють змшювати внесок мехашзм1в ¿мунолопчно! пам'ят1, кл1тинно! чи гуморально! форми ¿мунного захисту в юнцеву резистентшсть до р1зних захворювань.
В цшому представлен! в даному огляд1 результата експериментальних дослщжень показують, що при р1зних шфекщях проявляються pi3Hi сшввщношення м1ж "початковою" (вихщною) та "юнцевою" резистентшстю оргашзму залежно вщ особливостей природного ¿муштету, наявност1 та властивост1 ¿мунолопчно! пам'ят1 Th1 або Th2 типу ¿мунно! вщповда, що розвиваеться на конкретний збудник хвороби.
Л1тература
1. Железнякова Г. Ф. Иммуномодулирующее действие вакцин: Новые аспекты известной проблемы / Г. Ф. Железнякова // Иммунология. - 2000. - №4. - С. 20-24.
2. Железнякова Г. Ф. Четыре уровня иммуного ответа при острых инфекционных заболеваниях / Г. Ф. Железнякова // Rus. J. Immunology. - 2002. -№7. - С. 25-32.
3. Кноринг Б. Е. Особенности иммунного статуса больных туберкулезом / Б. Е. Кноринг // ЖМЭИ. - 2008. - №4. - С. 42-47.
4. Кравщв Ю. Р. До питания неспециф1чного та специф1чного ¿муштету в оргашзм1 тварин / Ю. Р. Кравщв, Р. П. Маслянко // Наук. вкник ЛНУВМ. -2006. - т. 8(29). - С. 76-81.
229
5. Маслянко Р. П. Оцшка ¿мунного статусу телят при шфекцшних захворюваннях / Р. П. Маслянко, А. В. Венгрии // Наук. вкник ЛНУВМ. - 2004.
- т. 6(12). - С. 38-43.
6. Маслянко Р. П. Становления i розвиток ¿мунолопчно! реактивност1 телят / Р. П. Маслянко, Р. Б. Флюнт // Бюлопя тварин, 2006. - т. 7. - С. 76-79.
7. Маслянко Р. П. Сучасш аспекта захисту тварин проти шфекцш / Р. П. Маслянко, Ю. Р. Кравщв // Наук. bîchhk ЛНУВМ. - 2003. - т. 5(3). - С. 88-96.
8. Маслянко Р. П. 1мунна вщповщь на шфекцшш агента в оргашзм1 тварин / Р. П. Маслянко, Ю. Р. Кравщв // Наук. bîchhk ЛНУВМ. - 2006. - т. 8(29). - С. 87-93.
9. Маслянко Р. П. Особливост1¿мунних реакцш при туберкульоз1 кор1в / Р. П. Маслянко, Д. М. Левювський // Наук. bîchhk ЛНУВМ та БТ. - 2012. - т. 14(32). - С. 237-243.
10. Маслянко Р. П. Специф1чний набутий ¿муштет у телят р1зного вжу / Р. П. Маслянко, Т. С. Матвпшин // Наук. bîchhk ЛНАВМ. - 2004. - т. 6(3). - С. 64-68.
11. Adlins B. Neonatal adaptive immunity in calves of age / B. Adlins, C. Lecklere // Nat. Rev. Immunol. - 2004. - v. 72. - P. 39-47.
12. Akire S. Pathogen recognition and immune system / S. Akire // Cell. -2006. - v. 124. - P. 783-801.
13. Buck R. H. Londitadinal study of intracellular T-cell cytokine production in infants compared to adults / R. H. Buck // Clin. Exper. Immunol. - 2002. - v. 28. -P. 490-497.
14. Caveni A. Immunoregulation of hapten and drug reduced immunereactions / A. Caveni, C. O. Havioni // Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol. - 2002. - v. 3. - P. 243-247.
15. Machura E. Intracellulare production of IL-2, Il-4, by peripheral blood CD3+ and CD4+ T cell / E. Machura // Pediatr. - 2007. - v. 166. - P. 789-795.
16. Mossmann T. R. Two types of murine T-cells clone to profiles of lymphokine activities secreted proteins / T. R. Mossmann // Annu. Rev. Immunol. -1989. - v. 7. - P. 145-173.
17. Sallusto F. Central memory and effector memory T cell subsets: function, generation and mainterace / F. Sallusto // Ann. Rev. Immunol. - 2004. - v. 22. - P. 683-709.
18. Saraiva M. The regulation of IL-10 production by immune cells / M. Saraiva, A. O'Garra // Nat. Rev. Immunol. - 2010. - v. 10. - P. 170-181.
19. Sehluns K. S. Cytokine control of memory T cell development and survival / K. S. Sehluns, L. Lefrancis // Nat. Rev. Immunol. - 2003. - v. 3. - P. 269279.
20. Seder R. A. Similarities and differences in CD4+, CD8+ effector and memory T-cell generation / R. A. Seder, R. Ahmed // Nat. Rev. Immunol. - 2003. -v. 4. - P. 835-842.
21. Wong P. Rapied development of T cell memory / P. Wong // J. Immunol. -2004. - v. 172. - P. 239-245.
22. Zhao X. Cathcart protein in human monocytes / X. Zhao // J. Lenkoc. Biol.
- 2005. - v. 77. - P. 114-120.
Рецензент - д.вет.н., професор Головач П.1.
230
