W immunologii istnieje zjawisko określane jako original antigenic sin — po polsku najczęściej tłumaczone jako „grzech pierworodny antygenowy” lub „imprinting immunologiczny”. Termin ten został wprowadzony przez amerykańskiego wirusologa Thomasa Francisa Jr. w 1960 roku podczas badań nad odpowiedzią immunologiczną na wirusa grypy. Opisuje on fundamentalną właściwość układu odpornościowego: pierwsze spotkanie organizmu z określonym wariantem wirusa pozostawia trwały ślad immunologiczny, który wpływa na reakcje odpornościowe przez całe życie.
Na czym polega imprinting immunologiczny?
Po pierwszym kontakcie z wirusem grypy organizm tworzy populację limfocytów pamięci oraz przeciwciał skierowanych przeciw konkretnym antygenom wirusa, głównie białku hemaglutyniny (HA). Przy kolejnych zakażeniach lub szczepieniach układ odpornościowy ma tendencję do „przywoływania” tej pierwotnej odpowiedzi zamiast budowania całkowicie nowej reakcji wobec aktualnego wariantu wirusa.
Oznacza to, że człowiek, który po raz pierwszy zetknął się w dzieciństwie z wirusem grypy typu H1, może przez dekady reagować silniej właśnie na antygeny podobne do H1, nawet jeśli później był wielokrotnie zakażany innymi wariantami.
Historyczne odkrycie zjawiska
Thomas Francis obserwował, że przeciwciała obecne u osób starszych były najsilniej skierowane przeciw szczepom grypy krążącym w okresie ich dzieciństwa. Analiza surowic wykazała, że odpowiedź immunologiczna zachowuje „pamięć” pierwszej ekspozycji nawet po kilkudziesięciu latach.
Szczególnie interesujące obserwacje pojawiły się podczas pandemii grypy H2N2 w 1957 roku („grypa azjatycka”). Osoby starsze chorowały często łagodniej niż młodsi dorośli, mimo że zwykle uważa się wiek podeszły za czynnik ryzyka ciężkiego przebiegu infekcji. Wyjaśnieniem okazała się wcześniejsza ekspozycja tej grupy na wirusy antygenowo podobne do krążących pod koniec XIX wieku. Pamięć immunologiczna mogła więc częściowo chronić przed nowym szczepem.
Dlaczego różne pokolenia inaczej reagują na te same wirusy?
W 2016 roku w czasopiśmie Science opublikowano pracę analizującą ciężkie zakażenia wirusami ptasiej grypy H5N1 i H7N9. Wykazano, że osoby urodzone przed około 1968 rokiem częściej posiadały częściową ochronę przeciw H5N1, natomiast młodsze roczniki były relatywnie lepiej chronione przed H7N9.
Mechanizm ten wynika z faktu, że osoby starsze były w dzieciństwie eksponowane głównie na wirusy z grupy H1/H2, podczas gdy młodsze roczniki częściej pierwszy kontakt miały z wirusami H3. Układ odpornościowy zachowuje więc preferencyjną odpowiedź wobec antygenów podobnych do tych poznanych najwcześniej.
Imprinting a skuteczność szczepień przeciw grypie
Imprinting immunologiczny ma duże znaczenie praktyczne dla wakcynologii.
Po podaniu szczepionki przeciw grypie organizm może wytworzyć nową odpowiedź przeciw aktualnemu wariantowi wirusa lub aktywować istniejące już limfocyty pamięci związane z dawnymi szczepami. Często dominuje drugi mechanizm, określany jako back-boosting. W efekcie odpowiedź immunologiczna bywa częściowo skierowana przeciw historycznym wariantom wirusa, a nie wyłącznie przeciw szczepowi zawartemu w szczepionce sezonowej.
To między innymi dlatego skuteczność szczepionek przeciw grypie jest zmienna i zależy od wieku pacjenta, historii wcześniejszych zakażeń, zgodności szczepu szczepionkowego z aktualnie krążącymi wariantami oraz zjawiska imprintingu immunologicznego.
Czy podobne zjawisko występuje w COVID-19?
Podobne mechanizmy obserwowano również podczas pandemii COVID-19. Osoby zakażone pierwotnym wariantem SARS‑CoV‑2 wykazywały po kolejnych szczepieniach lub infekcjach tendencję do preferencyjnego wzmacniania odpowiedzi przeciw wcześniejszym wariantom wirusa.
Nie oznacza to braku skuteczności szczepień, ale pokazuje, że pamięć immunologiczna może ograniczać pełną adaptację odpowiedzi do nowych wariantów, takich jak Omikron.
Dlaczego stworzenie uniwersalnej szczepionki przeciw grypie jest tak trudne?
Jednym z największych wyzwań współczesnej immunologii pozostaje opracowanie uniwersalnej szczepionki przeciw grypie, która zapewniałaby wieloletnią ochronę niezależnie od mutacji wirusa.
Problem polega na tym, że układ odpornościowy preferencyjnie reaguje na znane już antygeny. Nawet jeśli szczepionka zawiera nowe lub bardziej uniwersalne fragmenty wirusa, organizm często „wraca” do wcześniejszych wzorców odpowiedzi.
Dlatego obecne strategie badawcze koncentrują się między innymi na kierowaniu odpowiedzi przeciw bardziej konserwatywnym fragmentom hemaglutyniny, projektowaniu antygenów znacznie różniących się od historycznych szczepów oraz stymulowaniu tworzenia nowych populacji limfocytów pamięci zamiast reaktywacji starych.
Imprinting immunologiczny zmienia sposób rozumienia odporności
Zjawisko imprintingu pokazuje, że odporność człowieka nie jest wyłącznie „silna” lub „słaba”. Jest przede wszystkim historią wcześniejszych kontaktów z patogenami.
Dwie osoby zakażone tym samym wirusem mogą reagować zupełnie inaczej nie tylko z powodu wieku czy genetyki, ale również dlatego, że ich pierwszy kontakt z grypą nastąpił w innych dekadach życia i dotyczył innych wariantów wirusa.
W praktyce oznacza to, że dzieci budują odpowiedź immunologiczną „od podstaw”, osoby starsze mogą zachować częściową ochronę wobec antygenowo podobnych wirusów, a skuteczność szczepień zależy również od wcześniejszej historii immunologicznej pacjenta.
Imprinting immunologiczny pozostaje jednym z najważniejszych mechanizmów wyjaśniających, dlaczego epidemie grypy przebiegają odmiennie w różnych grupach wiekowych oraz dlaczego wirus grypy nadal stanowi tak duże wyzwanie dla współczesnej medycyny.
0 Comments