سیستم ایمنی چگونه از شما محافظت می کند؟
شما احتمالا درمورد “بچه های حبابی” شنیده اید؛ بچه هایی که سیستم ایمنی ندارند و مجبورند در یک محیط استریل زندگی کنند. اگر با یک پاتوژن مثل ویروس یا باکتری های آسیب رسان مواجه شوند، دفاع طبیعی ندارند و ممکن است بمیرند.
سیستم ایمنی بدن، دفاع شما در برابر همه ی بیماری ها، سرطان، پاتوژن ها و غیره است. سیستم ایمنی بسیار پیچیده است و شامل بیش از صد نوع سلول است؛ شامل سلول های B که آنتی بادی هایی تولید میکنند که مستقیما به عوامل خارجی متصل می شوند و سلول های سیستم ایمنی ذاتی که متشکل از سلول های T و انواع دیگری هستند که سلول های خودی را از غیرخودی مثل عوامل خارجی و بافت های پیوندی تشخیص داده و به آنها حمله می کنند.
- در سیستم ایمنی “سلول های حافظه” وجود دارند که می توانند به تشخیص عوامل خارجی که شما قبلا با آنها مواجه شدید کمک کنند و درصورت مواجه شدن با همان پاتوژن مشابه، به سرعت سلول های B و T را تحریک میکنند تا پاتوژن ها را تشخیص دهند و به آنها حمله کنند و بدین صورت ایمنی تقویت می شود. به این ترتیب وقتی مثلا با واکسن آنفلوانزا یا هپاتیت B واکسینه می شوید، در معرض پاتوژن کشته شده یا پروتیین کلیدی موجود در واکسن قرار میگیرید که سیستم ایمنی شما را برای حمله و واکنش سریع دربرابر آن پاتوژن عفونی بسیج می کند.
- سلولهای B تولیدکننده آنتی بادی و سلولهای ایمنی ذاتی مجموعه ای از مولکول های کلیدی (آنتی بادی ها و گیرنده های سلول های T) ایجاد میکنند که پاتوژن را تشخیص میدهند. این مولکولها به پاتوژن داخل خون یا روی سطح سلولهای دیگر متصل شده و به پاکسازی آنها کمک می کنند. این مولکولها از طریق فرایندهای تنظیمی و انتخابی تولید می شوند به طوریکه درنهایت آنتی بادی ها و گیرنده های بسیار اختصاصی تولید میکنند. این مولکول ها را می توان با استفاده از مجموعه ای از ابزارهای ژنومیک آنالیز کرد تا مخزن کامل آنتی بادی ها و گیرنده های سلولهای T تولید شده را یافت و فرآیند آنها را تعریف کرد.
بمنظور هماهنگی حمله ی سلول های ایمنی، محرّک های کلیدی آنها که سایتوکاین نامیده می شوند، تولید میشوند که نقش مهمی در سازمان دهی ارتش ایمنی و سلولهای دفاعی در برابر پاتوژن ها و سلولهای ناسازگار ایفا میکنند. تعداد زیادی سایتوکاین وجود دارند و بیش از 60 نوع معمول آنها آنالیز شده اند.
تاثیر تفاوت سیستم ایمنی بر سلامتی در بین افراد مختلف چگونه است؟
سیستم ایمنی جزیی بسیار متفاوت در میان افراد است و این احتمالا نشان دهنده ی این واقعیت است که بسیاری از نسل ها و جمعیت های مختلف بشر، عمدتا در معرض پاتوژن های مختلفی قرار گرفته اند و سیستم های ایمنی آنان در‌مطابقت برای مبارزه با آن پاتوژن ها، توسعه یافته است و به دلیل این اختصاصی شدن، پلی مورفیسم ژنتیکی بیشتری در ژن های سیستم ایمنی نسبت به انواع دیگر ژن های بدن وجود دارد مثلا ژن های تشخیص دهنده ی آنتی ژنهای خودی از غیرخودی (ژن های HLA) و بیان سیتوکین ها و مولکول های ایمنی. علاوه بر این همه ما سابقه ی متفاوتی از مواجهه با پاتوژن ها داریم و درنتیجه ی این عوامل ژنتیکی و محیطی شخصی، یک سیستم ایمنی شخصی شده داریم که برای مقابله با آن پاتوژن ها عمل می کند. توانایی ما برای مبارزه با پاتوژنها بطور گسترده متفاوت است و این احتمالا نتیجه ی تفاوتهای ارثی و آموخته های سیستم ایمنی بدن است.
اکنون می توانیم بسیاری از بازیکنان کلیدی سیستم ایمنی را آنالیز کنیم که قبلا در این سطح امکان پذیر نبود. ما می توانیم با پیروی از ژن های کلیدی مانند HLA، استعداد ابتلا به بیماری های خاص در افراد متفاوت را بیابیم. ما همچنین می توانیم تعداد بسیاری از سلول ها و مولکول های ایمنی در خون یک شخص را معین کنیم. در حال حاضر ما می توانیم برای کشف سرطان، سطوح نابجای آنتی بادی ها (به عنوان مثال IgG یا IgM) را غربالگری کنیم. همچنین می توانیم برای غربالگری بیماری های خودایمنی، واکنش های متفاوت بین آنتی بادی ها با سلول ها و مولکول های مختلف را بررسی کنیم.
در آینده باید پزشکی شخص محور (personalized medicine) را به یک سطح کاملا جدید منتقل کرد تا ازطریق آنالیز مولکول های ایمنی برای بیماری های شناسایی شده و بررسی پاسخ سیستم ایمنی به چالش های آزمایشگاهی، بتوان به فهم دقیقی از میزان آمادگی و کفایت سیستم ایمنی برای مبارزه با بیماری های خاص دست یافت.
چگونه می توانیم بیماری های عفونی را تحلیل کنیم؟
اغلب زمان هایی که مردم بیمار می شوند، بیماری به سرعت پاکسازی می شود و می گوییم که درمان شده است. ما اغلب نمی دانیم که آنها چگونه بیمار شدند و اثرات ماندگار بیماری تا چه زمانی وجود دارند. به عنوان مثال، افرادی که دارای تب هستند به ندرت منشاء دقیق بیماری خود را می دانند. آنها حتی به ندرت می دانند که علت بیماری شان یک ویروس یا یک باکتری است یااینکه آیا ممکن است عواقب طولانی مدتی برای بیماری آنها وجود داشته باشد.
به علل بیماری گرچه مهم هستند اما اغلب فکر نمی شود؛ چراکه اکثر بیماری ها گذرا و موقتی هستند. با این حال در برخی موارد اثرات بیماری ماندگارتر است. در حال حاضر آزمایش هایی برای تشخیص بسیاری از ویروس های رایج مانند رینوویروس ها، آنفولانزا، آدنو ویروس ها، ویروس های سنسیشیال تنفسی و شناسایی انواع مختلف باکتری ها ازجمله زیر گونه هایی که ممکن است به طور خاص بیماریزا باشند، وجود دارد.
فن آوری جدید توالی یابی ژنوم نه تنها به ما اجازه می دهد تا «تمام ویروس های شناخته شده ی انسانی» را معین کنیم بلکه همچنین به عنوان پتانسیلی برای تعیین کردن ساب تایپ ها و شناسایی موارد جدید آن هاست. این به دلایل مختلفی اهمیت دارد؛ اول اینکه می توانیم علت دقیق را به سرعت شناسایی کنیم. بیماری هایی مانند مونونوکلئوز اغلب هنگامی که بیماری از بین رفته است و در حقیقت بعد از آلوده شدن دیگران، تشخیص داده می شوند.
تشخیص زودهنگام و دقیق می تواند در پیشگیری از اپیدمی ها بسیار ارزشمند باشد؛ مثلا تشخیص زودهنگام پاتوژن های جدی مانند سندرم شدید و حاد تنفسی (SARS)، آنفولانزای مرغی (H1N1) و ویروس ابولا برای کل جامعه مفید خواهد بود. در موارد دیگر نیز آنالیز دقیق، می تواند به یافتن علل بیماری های مرموز و مزمن کمک کند. یک مورد اخیر از انسفالیت در یک کودک بسیار بدحال ازطریق توالی یابی ژنوم پاتوژن موجود در مایع مغزی نخاعی حل شد. علت این بیماری، گروهی از باکتری ها بنام لپتوسپیرا می باشد و درمان آنتی بیوتیکی کودک را درمان کرد. در آینده این نوع تشخیص باید روتین شود و حتی اگر ابتدائا در کلینیک انجام نشد، حداقل در تست های بالینی در پیگیری های بیمار هرچه سریع تر انجام شود.
ارتباط روشنی بین بیماری های جدی در دوران بارداری در یک خانم باردار و اوتیسم و سایر بیماری ها در فرزندش وجود دارد، اما نمی دانیم که کدام بیماری ها منجر به کدام اثرات می شوند. اعتقاد بر این است که دیابت نوع 1 مرتبط با عفونت ناشی از یک پاتوژن است. آیا برخی از ویروس ها بیشتر از دیگر ویروس ها منجر به ایجاد این بیماری می شوند و اگر چنین است،کدام ویروس ها؟ این اطلاعات برای چگونگی پیش بینی خطر بیماری های خاصی بسیار ارزشمند خواهند بود؛ مثلا مادر بارداری با یک عفونت ویروسی یا باکتریال خاص، بعدها ممکن است که لازم باشد تا مداخلات زودهنگامی برای کنترل دیابت یا اوتیسم در فرزندش انجام دهد. درنهایت یکی دیگر از مزایای انجام آنالیز دقیق ویروس ها و باکتری ها و میزبان ها، دست یافتن به میزان شیوع آنها است.
ژنوم ویروس ها و باکتری ها دچار جهش های ژنتیکی زیادی می شود و این تغییرات ژنتیکی تجمع می یابد (یکی از راه های فرار پاتوژن ها از سیستم ایمنی است). ازطریق توالی یابی ژنوم پاتوژن ها، می توان شیوع آنها را ازطریق تغییرات خاص ژنوم و همچنین شناخت منشأ عفونت و الگوی انتقال آن‌پاتوژن، مشخص کرد؛ مثلا شیوع اخیراستافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به درمان (MRSA) در انگلستان با تعیین توالی یابی ژنوم سویه های آن آنالیز شد و متعاقبا می توان یک مراقبت خاص برای افرادی که درتماس با بیماران آلوده به MRSA بودند، ترسیم کرد. سپس می توان این فرد را برای جلوگیری از شیوع بیشتر MRSA قرنطینه کرد.
به طور مشابه در مقیاس وسیع تری می توان منشأ شیوع اخیر بیماری کرونا را در موقعیت مکانی اصلی آن و همچنین به احتمال زیاد ازطریق توالی یابی ژنوم وایرال در فرد بیمار و پیروی از الگوی تغییرات ژنتیکی، ردیابی کرد. چنین اطلاعاتی بالقوه می تواند در ارزیابی میزان حدت پاتوژن ها، شناسایی تماس با افراد مبتلا به پاتوژن های کشنده و تلاش برای قرنطینه ی افراد آلوده، مفید باشد.
