فصل یازدهم: فیزیولوژی جانوری: تولید آنتی‌بادی و واکسیناسون

مقدمه

بدن دارای دستگاه های متعددی است سیستم ایمنی از اجزایی تشکیل شده است که مهمترین مکانیسم عملشان  شناسایی مولکول­ها و سلول­های غیرخودی و عوامل بیماری­زا است. نقش‌ دستگاه ماهیچه­ای اسکلتی، حرکت، پشتیبانی و محافظت است. سیستم های دفع مواد در کلیه و سیستم گوارش در همه حیوانات مواد اضافی نیتروژن دار را دفع می‌کنند و باعث حفظ تعادل غلظت آب و املاح می­شوند. زادآوری نیازمند سیستم تولیدمثل‌جنسی است که شامل ایجاد و ادغام گامت‌های هاپلوئید است.

مفاهیم

  • هر عضوی از بدن، مولکول‌های ویژه­ای در سطح سلول‌های خود دارد.
  • در پستاندارن لنفوسیت‌های B به کمک لنفوسیت‌هایT فعال می‌شوند.
  • سلول‌های پلاسماسل، آنتی‌بادی ترشح می‌کنند.
  • سلول‌هایB فعال‌شده برای تشکیل سلول­های پلاسماسِل[1] و سلول‌های خاطره تکثیر می‌شوند.
  • آنتی‌بادی‌ها به تخریب عوامل بیماری‌زا کمک می‌کنند.
  • ایمنی­زایی به حضور سلول‌های خاطره بستگی دارد.
  • واکسن‌ها حاوی آنتی‌ژن‌هایی هستند که ایمنی بدن را تحریک می‌کنند اما باعث بیماری نمی‌شوند.
  • عوامل بیماری‌زا می‌توانند مخصوص یک گونه باشند اگرچه برخی دیگر از پاتوژن­ها می‌توانند از سد بین‌ گونه‌ای عبور کنند.
  • گلبول‌های سفید در پاسخ به مواد حساسیت‌زا، هیستامین آزاد می‌کنند.
  • هیستامین‌ها باعث ایجاد علائم آلرژیک می­شوند.
  • ادغام سلول تومور با پلاسماسل تولیدکننده آنتی‌بادی سبب ایجاد یک سلول هیبریدوما[2] می‌شود.
  • آنتی‌بادی‌های مونوکلونال توسط سلول‌های هیبریدوما تولید می‌شوند.

کاربرد علم

  • آنتی‌ژن‌های موجود در سطح گلبول‌های قرمز، تولید آنتی‌بادی را در شخصی با گروه خونی متفاوت تحریک می‌کنند.
  • آبله اولین بیماری واگیردار انسانی بود که با واکسیناسیون ریشه‌کن شد.
  • از آنتی‌بادی‌های مونوکلونال برای سنجش هورمون گنادوتروپین جفتی انسان(hCG) در کیت‌های تشخیص بارداری استفاده‌ می‌شود.

مهارت‌آموزی

  • تجزیه ‌و‌ تحلیل داده‌های اپیدمیولوژیک مرتبط با برنامه‌های واکسیناسیون.

ماهیت علم

  • پیامدهای اخلاقی تحقیقات: ادوارد جنر[3] واکسن خود را روی کودکان مبتلا به آبله آزمایش کرد.

آنتی‌ژن در انتقال خون

هر عضوی از بدن، مولکول‌های ویژه­‌ای در سطح سلول‌های خود دارد.

هر ماده­ای که سبب بروز پاسخ ایمنی شود، آنتی­ژن نام دارد. اغلب آنتی‌ژن‌ها، مولکول­های پروتئینی یا پلی‌ساکاریدهای هستند که در سطح ویروس­ها، باکتری­ها یا سایر سلول­های بیگانه وجود دارند. مولکول­های موجود در سطح سلول­های سرطانی، سم باکتری­ها و دانه­‌های گرده نیز انواعی از آنتی­‌ژن­ها هستند.

ویروس آنفلوانزا در شکل شماره1، نشان داده شده است. هماگلوتینین[4] و نورآمینیداز[5] دو آنتی‌ژن موجود در سطح این ویروس هستند. هماگلوتینین باعث می­شود تا ویروس به سلول‌های میزبان متصل شود. نورآمینیداز به آزادسازی ذرات ویروس تازه تشکیل‌شده نیز کمک می‌کند.

سطح سلول‌های انسان، حاوی پروتئین و پلی‌پپتید است. عملکرد سیستم‌ ایمنی بر اساس شناسایی و تشخیص آنتی‌ژن‌های خارجی و خودی است.

شکل شماره 2، ترکیبی از دانه‌های گرده از چندین گونه را نشان می‌دهد. آنتی‌ژن‌های موجود در سطح این دانه‌ها مسئول رهاسازی پاسخ‌های‌ایمنی­ای در بدن هستند که به‌طور عامیانه “آلرژی[6]” یا “تب‌یونجه[7]” نامیده‌می‌شوند.

آنتیژن در انتقال خون

آنتیژنهای موجود در سطح گلبولهای قرمز، تولید آنتیبادی را در شخصی با گروه خونی متفاوت تحریک میکنند.

‌گروه‌های خونی بر اساس وجود یا عدم وجود انواع خاصی از آنتی‌ژن‌ها در سطح گلبول‌های قرمز خون ایجاد می‌شوند، دانش  مرتبط با گلبول­های قرمز و گروه­­های خونی، انتقال‌خون[8] نامیده می­شود و هنگام تزریق خون اهدایی به بیمار حائز اهمیت است. گروه‌­های خونی ABO و فاکتور Rh[9]دو سیستم مهم آنتی‌ژنی در انتقال خون هستند؛ عدم انطباق آنتی­ژنی بین اهدا‌کننده و گیرنده می‌تواند منجر به پاسخ‌ایمنی شود.

در شکل شماره 3، تفاوت بین سه فنوتیپ آنتی ژن­های خونی A ، B و O نشان‌داده شده‌ است. هر سه آلل شامل یک توالی آنتی‌ژن اساسی به نام آنتی‌ژن H هستند. در گروه خونی A و B، آنتی‌ژن H با افزودن یک مولکول اضافی تغییر می‌کند. اگر مولکول اضافی گالاکتوز[10] باشد، در نهایت آنتی‌ژن B حاصل می‌شود و اگر مولکول اضافی N-استیل گلکوز‌آمین[11] باشد، آنتی‌ژن A حاصل می‌شود. و اگر هر دو قند اضافه شوند گروه‌خونی AB که شامل هر دو نوع آنتی‌ژن است، ایجاد می­شود

.

اگر به دریافت‌کننده، خون اشتباه تزریق شود در ادامه یک پاسخ‌ایمنی به نام آگلوتیناسیون[12] و به‌دنبال آن همولیز[13] رخ می‌دهد که در آن خون در عروق لخته[14] شده و گلبول‌های قرمز خون تخریب می‌شوند(شکل شماره 5).

شناسایی نوع گروه خونی از طریق مخلوط‌کردن نمونه‌های خون با آنتی‌بادی‌ها مطالعه می­شود. ‌شکل شماره 4 نتیجه آزمایش یک گروه‌خونی­ را نشان ‌می‌دهد. در این آزمایش واکنش بین گروه‌های خونی (ردیف­ها) و سرم‌های آنتی‌بادی[15] (ستون ها) نشان داده شده است. ستون اول تصویر قطره خون قبل از آزمایش را نشان‌می‌دهد. چهار گروه‌خونی انسانی وجود دارد: A ، B ، AB و O. در گروه خونی نوع A، روی سلول‌های خونی آنتی‌ژن­های نوع A (پروتئین‌های سطحی) و در گروه خونی B، آنتی‌ژن‌های نوع B قرار دارند.

مخلوط‌کردن خون نوع A با سرم آنتیA  و  B باعث واکنش آگلوتیناسیون در مخلوط خون A و آنتی سرم A می‌شود. خون نوع B با سرم آنتی B و آنتی A + B واکنش مشابهی دارد. خون AB در هر سه آنتی سرم[16] آگلوتینه می‌شود. خون نوع O فاقد آنتی‌ژن A یا B است، بنابراین هیچ واکنشی به سرم‌ها نشان نمی‌دهد.

پاسخ ایمنی‌اختصاصی[17]

در پستاندارن لنفوسیت‌های B به کمک لنفوسیت‌هایT فعال می‌شوند.

از اصل “چالش و پاسخ” برای توضیح برخی سوالات استفاده می­شود به عنوان مثال،  چگونه سیستم ایمنی در حالی که می­تواند صدها هزار نوع آنتی­بادی تولید کند فقط یک نوع آنتی­بادی ویژه برای مبارزه با عفونت تولید می­کند. آنتی‌ژن‌های موجود در سطح عوامل بیماری‌زا که به بدن حمله کرده‌اند “چالش[18]” هستند و”پاسخ[19]” به آن­ها در ادامه گفته شده است.

عوامل بیماری‌زا توسط ماکروفاژها بلعیده می‌شوند و آنتی‌ژن‌های حاصل از آن‌ها در غشای پلاسمایی ماکروفاژها عرضه می‌شوند. نوعی از لنفوسیت‌هایT به نام سلول‌های T کمکی[20]  پروتئین­های گیرنده‌ای مانند آنتی‌بادی در غشای پلاسمایی خود دارند که می‌توانند به آنتی‌ژن‌های ارائه شده روی غشای ماکروفاژها متصل شود. از میان انواع مختلف سلولTکمکی، فقط تعداد کمی گیرنده پروتئینی اختصاصی علیه آنتی‌ژن دارند. سلول‌های T کمکی متصل شده به ماکروفاژ­ها توسط آن­ها فعال می‌شوند.

این سلول‌های T کمکی فعال‌شده، به لنفوسیت‌هایی موسوم به سلول‌های B متصل می‌شوند. در واقع، فقط سلول‌های Bای که گیرنده‌ پروتئینی اختصاصی آنتی‌ژن در سح خود دارند توسط همان سلول­های T کمکی که به آن‌ها متصل می‌شود، انتخاب می‌شوند و مراحل اتصال را طی می‌کنند. سلول T کمکی سلول‌های B انتخاب شده را با اتصال و آزادسازی یک پروتئین­ سیگنالینگ فعال ‌می‌کند.

نقش سلول­های پلاسماسِل

سلول‌های پلاسماسل، آنتی‌بادی ترشح می‌کنند.

سلول­های پلاسماسل، لنفوسیت‌های B بالغی (گلبول‌های‌سفید خون) هستند که در طی پاسخ‌ ایمنی تعداد زیادی آنتی‌بادی تولید و ترشح می‌کنند. شکل شماره 7 یک سلول­ پلاسماسل را نشان می‌دهد. سیتوپلاسم سلول (نارنجی) شامل یک شبکه غیر معمول شبکه آندوپلاسمی زبر[21] (rER) گسترده است. شبکه آندوپلاسمی زبر که مسئول تولید پروتئیناست، آنتی‌بادی‌ها، را تولید کرده از نظر ساختار اصلاح نموده  و به انتقال آن به سمت غشا کمک می­کندمی‌کند. این­ سلول­ها عمدتاً مقدار زیادی از یک نوع پروتئین را فقط تولید می‌کند بنابراین دامنه تنوع ژن‌های بیان شده در آن­هاکمتر از سلول­های معمولی است. این مساله می تواند علت رنگ­های تیره در رنگ‌آمیزی هسته را که علامت فراوانی ژن‌های بیان‌نشده  است را توجیه کند.

انتخاب کلونال و تشکیل سلول خاطره

 سلول‌هایB فعال‌شده برای تشکیل سلول­های پلاسماسِل و سلول‌های خاطره تکثیر می‌شوند.

سلول‌های B فعال‌شده بارها توسط میتوز تقسیم می‌شوند و یک کلون از سلول­های پلاسماسل را ایجاد می‌کنند که همگی یک نوع آنتی‌بادی تولید می‌کنند. تولید تعداد زیادی پلاسماسل که بصورت یک کلون سلولی یک نوع آنتی‌بادی‌اختصاصی تولید می‌کنند، به عنوان انتخاب کلونال[22] شناخته می‌شود.

آنتی‌بادی‌ها ترشح می‌شوند و به روش‌های شرح داده‌شده در تخریب عامل بیماری‌زا کمک می‌کنند. این آنتی‌بادی‌ها فقط چند هفته یا چند ماه در بدن باقی‌می‌مانند و پلاسماسل­های تولید‌کننده آن‌ها نیز پس از غلبه بر عفونت و عدم حضور آنتی‌ژن‌های مرتبط با آن، به تدریج ازبین ‌می‌روند.

بیشتر سلول‌های B به سلول‌های پلاسماسل ‌فعال و تعداد کمتری به سلول‌های خاطره تبدیل می‌شوند که مدت‌ها پس از عفونت باقی‌می‌مانند. سلول‌های خاطره غیرفعال می‌مانند تا زمانی که همان عوامل بیماری‌زا دوباره بدن را آلوده کنند، در این صورت فعال می‌شوند و خیلی سریع پاسخ می‌دهند. ایمنی در برابر یک بیماری عفونی شامل داشتن آنتی‌بادی علیه عامل بیماری‌زا یا سلول‌های خاطره­ای است که امکان تولید سریع آنتی‌بادی را فراهم می‌کنند.

نقش آنتی‌بادی

آنتی‌بادی‌ها به حذف عوامل بیماری‌زا کمک می‌کنند.

آنتی‌بادی‌ها به چندین روش در تخریب عوامل بیماری‌زا کمک می‌کنند:

  • اپسونیزاسیون[23]: آنتی­بادی­ها با اتصال به عوامل بیماری‌زا(پاتوژن) باعث تسهیل شناخت و فاگوسیتوز آن­ها توسط سلول‌های بیگانه‌خوار[24] می­شوند. پس از اتصال آنتی­بادی­ها به عامل بیماری‌زا سلول‌های بیگانه‌خوار راحت تر به عامل بیماریزا متصل می شوند.
  • خنثی‌سازی[25] ویروس‌ها و باکتری‌ها: آنتی‌بادی‌ها می‌توانند از اتصال ویروس‌ها به سلول‌های میزبان جلوگیری کنند تا آن‌ها نتوانند وارد سلول‌ها شوند.
  • خنثیسازی سموم: برخی از آنتی‌بادی‌ها می‌توانند به سموم تولید‌شده توسط عوامل بیماری‌زا متصل شده و از تأثیر آن‌ها روی سلول‌های حساس جلوگیری کنند.
  • فعالسازی سیستم کمپلمان[26]: سیستم کمپلمان، مجموعه‌ای از پروتئین‌ها است که در نهایت منجر به سوراخ شدن غشای عوامل بیماری‌زا می‌شود. آنتی‌بادی‌های متصل به سطح یک عامل بیماری‌زا، آبشار مکمل را در سیستم کمپلمان فعال می‌کنند که منجر به تشکیل یک “مجموعه حمله غشایی[27]” می‌شود که منافذی را در غشای عامل بیماری‌زا ایجاد می‌کند و به آب و یون‌ها اجازه می‌دهد وارد سلول شوند و در نهایت سلول لیز ‌شود.
  • آگلوتینه شدن[28]: آنتی‌بادی‌ها می‌توانند باعث به هم چسبیدن یا “آگلوتیناسیون[29]” عوامل بیماری‌زا شوند. بنابراین از ورود آن‌ها به سلول جلوگیری می‌شود و بدین ترتیب هضم برای سلول بیگانه‌خوار راحت‌تر است.

شکل شماره 8، برخی از حالت‌های عملکرد آنتی‌بادی‌ها را خلاصه می‌کند.

نظریه عملی

نظریه بازی در مورد ماندگاری ذخایر آبله چه به ما می­گوید؟

هنگامی‌که آبله وحشی ریشه‌کن‌ شد، این چالش همچنان وجود داشت که با نمونه‌های آبله که هنوز در دست محققان و ارتش است، چه‌بایدکرد. علی­رغم خواستار ریشه‌کن کردن ذخایر باقیمانده توسط سازمان بهداشت جهانی، ایالات‌متحده و روسیه هر دو پیروی از این بخشنامه را به تأخیر انداختند.

نظریه‌بازی شاخه‌ای از ریاضیات است که رفتارهای انسان را هنگام انجام مذاکرات پیش‌بینی می‌کند. از نظر نتیجه نهایی، اگر یکی از طرفین مذاکره، بی­اعتمادی را در پیش بگیرد و طرف دیگر براساس اعتماد پیش‌برود، سود معامله به نفع یک طرف به حداکثر می‌رسد. در این‌حالت، آن‌ها دیگر در درازمدت توسط دشمن تهدید نمی‌شوند اما توانایی تهدید را حفظ می‌کنند. در صورت انصراف هر دو طرف‌، این خطر همچنان وجود دارد که ویروس به عنوان سلاح در حمله اول و تلافی‌جویانه استفاده‌شود. حداکثر منفعت خالص برای همه شامل رعایت این دستورالعمل توسط هر دو طرف بخشنامه است اما این شامل اعتماد و خطرپذیری است.

 

ایمنی‌­زایی

ایمنی­زایی به حضور سلول‌های خاطره بستگی دارد.

ایمنی در برابر یک عامل عفونیبه دلیل وجود آنتی‌بادی‌هایی است که آنتی‌ژن‌های مرتبط با بیماری را تشخیص می‌دهند یا به دلیل سلول‌های خاطره­ای است که اجازه تولید این آنتی‌بادی‌ها را می‌دهند. وقتی سیستم‌ ایمنی بدن توسط یک آنتی‌ژن خاص به چالش کشیده می‌شود و در پاسخ به آن، آنتی‌بادی و سلول‌های خاطره تولید می‌شود، ایمنی ایجاد می‌شود. شکل شماره 9 یک پاسخ ‌ایمنی اولیه را نشان‌می‌دهد (اولین بار عامل بیماری‌زا بدن را آلوده می‌کند) و پاسخ ‌ایمنی ثانویه را که بار دوم عامل بیماری‌زا بدن را آلوده می‌کند، مشخص‌ می‌کند.

واکسن‌ها منجر به ایمنی­‌زایی می‌شوند.

واکسن‌ها حاوی آنتی‌ژن‌هایی هستند که ایمنی بدن را تحریک می‌کنند اما باعث بیماری نمی‌شوند.

واکسن ترکیبی است که معمولاً با تزریق وارد بدن می­شود. این ترکیب  ممکن است حاوی نسخه زنده ضعیف شده[30] عامل بیماری‌زا یا برخی از مشتقات آن باشد که حاوی آنتی‌ژن‌هایی از عوامل بیماری‌زا است و پاسخ ایمنی اولیه را تحریک می‌کند. اگر میکروارگانیسم حقیقی در نتیجه عفونت وارد بدن شود، در اثر پاسخ ایمنی ثانویه توسط آنتی‌بادی‌ها ازبین‌ می‌رود.

شکل شماره 10، یک سلول بیگانه‌خوار را نشان می‌دهد که یک باکتری مایکوباکتریوم بوویس[31] (نارنجی) را قورت داده‌است. این سویه باکتری‌­ای است که در واکسیناسیون سل[32] (TB) استفاده می‌شود. باکتری‌های زنده­‌ای هستند که ضعیف شده­اند ولی به اندازه خانواده مایکوباکتریوم توبرکلوزیس بیماری‌زا نیستند. سیستم‌ایمنی در مواجهه با واکسن پاسخ­هایی را برای تولید آنتی‌بادی‌هایی که بدون ایجاد بیماری روی هر دو گونه باکتری عمل می‌کنند، تولید می‌کند. بنابراین در صورت آلوده‌شدن به باکتری مایکوباکتریوم توبرکلوزیس واکنش سریع‌تری دارد.

بررسی اخلاقی آزمایش واکسن جنر

پیامدهای اخلاقی تحقیقات: ادوارد جنر واکسن خود را روی کودکان مبتلا به آبله آزمایش کرد.

ادوارد جنر (دانشمند قرن هجدهم)در زمان شیوع آبله خاطرنشان کرد که یک دختر شیر‌فروش ادعا می‌کند به دلیل ابتلا به بیماری آبله گاوی اصلاً به آبله مبتلا نمی­شود. او پسری هشت ساله را به آبله گاو آلوده کرد. پس از یک بیماری مختصر، پسر بهبود یافت. سپس جنر عمداً پسر را مبتلا به آبله کرد تا تأیید کند که توانایی مقاومت در برابر بیماری را دارد.

وی اولین کسی بود که از انسان به عنوان نمونه آزمایشگاهی در آزمایش واکسن استفاده‌کرد. او قبل از آزمایش روی انسان هیچ تحقیق یا مطالعه مقدماتی آزمایشگاهی  روی حیوانات انجام نداده‌بود موضوع مهم در مورد او كودكی كوچكتر از سن رضایت بود و وی عمداً او را با یك عامل بسیار مسری، اغلب كشنده و بیماری‌زا آلوده كرد.

آزمایشات جنر قبل از تدوینِ هرگونه بیانیه اصول اخلاقی برای حفاظت از افراد مورد پژوهش انسانی انجام شده‌است. دادگاه‌ نورنبرگ[33] آزمایش‌های پزشکی روی کودکان را محکوم کرد. این آزمایشات به دنبال جنگ جهانی دوم منجر به قانون نورنبرگ[34] برای حمایت از موضوعات تحقیقاتی و بعداً تدوین راهنماهای اخلاقی بین المللی سازمان بهداشت جهانی[35] برای تحقیقات زیست پزشکی با آزمودنی­های انسانی (1993) شد. طبق این راهنماها آزمایشات جنر توسط کمیته جدید بررسی اخلاقی، تأیید نمی‌شود.

ریشه‌کن کردن آبله

آبله اولین بیماری واگیردار انسانی بود که با واکسیناسیون ریشه‌کن شد.

تلاش‌ها برای ریشه‌کن کردن آبله نمونه‌ای از مشارکت‌ سازمان‌های بین المللی ‌دولتی برای موضوعات مورد توجه جهانی است. اولین تلاش در سال 1950 توسط سازمان بهداشت ملی آمریكا[36] آغازشد. مجمع بهداشت جهانی در سال 1959 مصوبه‌ای را تصویب کرد که طبق مفاد آن یک راه‌حل جهانی برای از بین بردن آبله تدوین گردد که با موفقیت‌های مختلفی روبرو شد و بالاخره در سال 1967 سازمانی یکپارچه برای ریشه‌کنی آبله با بودجه­ای کافی تأسیس شد.

آخرین مورد شناخته‌شده آبله نوع وحشی در سال 1977 در سومالی بود؛ اگرچه پس از این، دو عفونت تصادفی دیگر نیز گزارش شدند ولی در مجموع شواهد نشان­دهنده موفقیت این برنامه بوده­است. دلایل متعددی در توضیح موفقیت این پویش[37] وجود دارد:

  • آبله فقط میزبان انسانی دارد و بین انسان­ها منتقل می شود و هیچ ذخیره حیوانی وجود ندارد که بتوان بیماری را در آن نگه ‌داشت تا دوباره پدیدار شود. این مورد دلیل عدم موفقیت در تلاش برای ریشه‌کن کردن تب‌زرد[38] در اوایل دهه 1900 است.
  • علائم عفونت به سرعت آشکار شده و به راحتی قابل تشخیص است و به تیم‌های درمانی اجازه می‌دهد تا به تمام افرادی که ممکن است با فرد آسیب دیده در تماس بوده­اند واکسن بزنند. در مقابل، تلاش‌ها برای ریشه‌کن کردن فلج اطفال با مشکل روبرو شده‌است زیرا افراد آلوده همیشه علائم شناخته‌شده ای ندارند.
  • ایمنی در برابر آبله برخلاف شرایطی مانند مالاریا[39] که در آن عفونت مجدد شایع است، طولانی مدت است.

واکسیناسیون و اپیدمیولوژی

تجزیه ‌و ‌تحلیل داده‌های اپیدمیولوژیک مرتبط با برنامه‌های واکسیناسیون.

اپیدمیولوژی  یا همه‌گیرشناسی علم مطالعه مدل توزیع، الگوهای انتقال و علل بیماری در یک جمعیت است. گسترش بیماری از طریق پیش‌بینی روند بیماری و به حداقل رساندن آسیب ناشی از شیوع و همچنین تعیین عوامل مؤثر در شیوع، کنترل می‌شود. اپیدمیولوژیست‌ها[40]در برنامه‌ریزی و ارزیابی برنامه‌های واکسیناسیون شرکت می‌کنند.

تلاش برای دستیابی به ریشه‌کنی جهانی فلج اطفال در سال 1988 به عنوان یک تلاش مشترک با مشارکت سازمان بهداشت جهانی (WHO)[41]، یونیسف[42] و بنیاد ‌روتاری[43] آغاز شد همچنین یونیسف بصورت پیشگامانه در سراسر جهان فعالیت­هایی را برای جلوگیری از کزاز[44] از طریق واکسیناسیون انجام داد.

تعداد کمی از موارد فلج اطفال، نتیجه عدم موفقیت در برنامه‌های واکسیناسیون است. شکل شماره11 شیوع موارد “فلج اطفال” ناشی از واکسن در هند را طی یک دوره هفت ساله نشان می‌دهد. متخصصان اپیدمیولوژی برای تعیین علل بروز این دو پیک(قله) در تعداد مبتلایان تحقیق می‌کنند. شکل شماره 12 توزیع جغرافیایی موارد فلج اطفال را در طی یک دوره13ساله در هند نشان می‌دهد. اپیدمیولوژیست‌ها از اطلاعات مربوط به توزیع جغرافیایی برای تعیین منشأ شیوع استفاده می‌کنند تا بتوانند منابع را در آن مناطق متمرکز کنند. آن‌ها می‌توانند برای تعیین اثربخشی کمپین­ها، کاهش میزان بروز را پیگیری کنند. این دلگرم کننده‌است که بدانید تا سال 2012، هند کشوری بدون فلج اطفال اعلام شده بود. نگرانی این است که اگر افراد آلوده ازکشور خارج شوند. کشورهای بدون فلج اطفال ممکن است برخی موارد فلج اطفال ر ا مشاهده کنند.

طرح سوال مبتنی بر داده: بروز فلج اطفال در سال 2012

شکل شماره 13 اطلاعات مربوط به بروز فلج اطفال در سه کشوری که در آن­ها فلج اطفال تا اواسط سال 2012 بعنوان یک بیماری همه­گیر بومی[45] معرفی شده بود را ارائه می‌دهد.

  • اصطلاح “همه­گیری بومی” را تعریف کنید.(1)
  • در کدام کشورها تا اواسط سال2012، فلج اطفال هنوز یک بیماری همه­گیر بومی بود؟(1)
  • کدام سویه از ویروس فلج‌اطفال، شیوع بیشتری دارد؟ (1)
  • کشوری را شناسایی کنید که به نظر می‌رسد اوضاع بین سال‌های 2011 و 2012 بهبود یافته‌است.(2)
  • با توجه به این‌که در سال 1988 حدود 350،000 مورد فلج‌اطفال در سراسر جهان وجود‌ داشته‌است، در مورد موفقیت برنامه ریشه‌کن سازی فلج اطفال بحث کنید.(5)
  • برخی از چالش‌هایی را که یک متخصص اپیدمیولوژیک ممکن‌است در جمع آوری داده‌های معتبر با آن روبرو شود، پیشنهاد دهید.(5)
  • برای یافتن وضعیت ریشه‌کنی فلج اطفال در این کشورها تحقیق کنید.

 

بیماری­‌های مشترک انسان و دام یک نگرانی فزاینده در مورد سلامت جهانی است.

عوامل بیماری‌زا می‌توانند مخصوص یک گونه باشند اگرچه دیگران می‌توانند از سد بین‌ گونه‌ای عبور کنند.

عوامل بیماری‌زا اغلب برای طیف محدودی از میزبان‌ها بسیار اختصاصی هستند. ویروس‌هایی وجود‌ دارند که مخصوص پرندگان[46]، خوک‌ها[47] و باکتری‌ها[48] هستند همچنین عوامل بیماری‌زای باکتریایی[49] وجود دارد که فقط باعث بیماری در انسان می‌شود. انسان تنها موجود زنده شناخته‌شده‌ای است که در معرض عوامل بیماری‌زایی مانند سفلیس[50]، فلج اطفال[51] و سرخک[52] است، اما به‌عنوان مثال در برابر ویروس هاری سگ[53] مقاوم است.

باکتری مایکوباکتریوم‌توبرکلوزیس در قورباغه‌ها بیماری ایجاد نمی‌کند زیرا قورباغه‌ها به ندرت به دمای 37 درجه سانتیگراد لازم برای پشتیبانی از تکثیر باکتری می‌رسند. موش‌هایی که به آن‌ها سم دیفتری[54] تزریق می‌شود، بیمار نمی‌شوند؛ زیرا سلول‌های آن‌ها فاقد گیرنده‌ای است که سم به آن متصل شود.

بیماری­های مشترک انسان و دام بیماری‌هایی هستند که می‌توانند از سد بین گونه‌ای عبور کنند. این یک نگرانی جهانی است. طاعونِ‌خیارکی[55]، تب خال‌دار کوهستان‌راکی[56]، بیماری لایم[57]، آنفلوانزای‌مرغی[58] و ویروس نیلِ‌غربی[59] همگی بیماری‌های مشترک بین انسان و دام هستند. عامل اصلی در افزایش ظهور بیماری‌های مشترک بین انسان و دام، افزایش تماس بین حیوانات و انسان است که ممکن است به علت  زندگی انسان در تماس نزدیک با دام یا ایجاد اختلال در زیستگاه­ها باشد.

به‌عنوان‌مثال، در اواخر دهه 1990 در مالزی، پرورش متمرکز خوک در زیستگاه خفاش‌های[60] آلوده به ویروس‌نپا[61] سرانجام منجر به انتقال ویروس از خفاش‌ها به خوک‌ها و از آن­ها به سمت انسان شده و منجر به مرگ بیش از 100 انسان شد.

سیستم ایمنی هیستامین[62] تولید می‌کند.

گلبول‌های سفید در پاسخ به مواد حساسیت‌زا، هیستامین آزاد می‌کنند.

ماست‌سل[63]ها سلول‌های ایمنی موجود در بافت پیوندی هستند که در پاسخ به عفونت، هیستامین ترشح می‌کنند. هیستامین همچنین توسط بازوفیل‌های[64] موجود در خون گردش آزاد می‌شود. هیستامین باعث گشاد‌شدن و افزایش نفوذپذیری  رگ‌های‌خونی کوچک در ناحیه آلوده می‌شود. که باعث افزایش جریان مایعات حاوی اجزای ایمنی[65] به ناحیه آلوده می­گردد و به برخی از اجزای ایمنی اجازه می‌دهد رگ خونی را ترک کنند؛ در نتیجه پاسخ‌های اختصاصی و غیر اختصاصی ایجاد می‌شود.

اثرات هیستامین

هیستامین‌ها باعث ایجاد علائم آلرژیک می­شوند.

هیستامین در ایجاد تعدادی از علائم واکنش‌های آلرژیک نقش دارد. سلول‌های موجود در بافت‌های مختلف، در سطح غشای سلولی هود دارای گیرنده‌های هیستامین هستند. هیستامین در بروز علائم آلرژی در بینی (خارش[66]، تجمع مایعات، عطسه[67]، ترشح مخاط و التهاب) نقش دارد. همچنین در ایجاد بثورات جلدی[68] آلرژیک و القای تورمی خطرناک معروف به آنافیلاکسی[69] نیز نقش دارد. برای کاهش اثرات واکنش های‌آلرژیک، می‌توان آنتی‌هیستامین[70] مصرف کرد.

فرآیند ایجاد سلول‌های هیبریدوما[71]

ادغام سلول توموری با پلاسماسل تولید کننده آنتی‌بادی سبب ایجاد یک سلول هیبریدوما[72] می‌شود.

آنتی‌بادی‌های مونوکلونال[73] ، آنتی‌بادی‌های خالص ویژه­ای هستند که توسط یک کلون سلولی تولید می­شوند. آن­­ها بسیار اختصاصی هستند و فقط یک نوع آنتی‌ژن را تشخیص می‌دهند.

برای تولید فراوان سلول‌هایی که یک آنتی‌بادی مونوکلونال تولید می‌کنند، آنتی‌ژن شناخته‌شده توسط آنتی‌بادی به موش یا پستاندار دیگر تزریق می‌شود. در پاسخ به این چالش، سیستم ‌ایمنی موش، پلاسماسل­های سازنده آنتی بادی اختصاصی را می سازند. پلاسماسل­ها از طحال[74] موش خارج می‌شوند. آن‌ها انواع مختلفی دارند و فقط برخی از آن‌ها آنتی‌بادی مورد نظر را تولید می‌كنند.

پلاسماسل ها با سلول­های سرانی از جنس پلاسماسل که از بیمار مبتلا به مالتیپل میلوما[75] بدست آمده ادغام می‌شوند. سلول­هایی که در اثر ادغام پلاسماسل و سلول‌های مالتیپل میلوما تشکیل می‌شوند، سلول‌های هیبریدوما نامیده می‌شوند.

تولید آنتی‌بادی مونوکلونال

آنتی‌بادی‌های مونوکلونال توسط سلول‌های هیبریدوما تولید می‌شوند.

از آنجا که انواع مختلفی از سلول­های B با سلول‌های میلوما ترکیب شده‌است، هیبریدوماهای متفاوتی تولید می‌شود که به طور جداگانه آزمایش می شوند تا آنتی‌بادی‌های مورد نیاز را تولید کنند.

پس از شناسایی، سلول­های هیبریدومای مورد نظر قادر به تقسیم و تشکیل یک کلون هستند. این سلول‌ها را می‌توان در یک فرمانتور[76] کشتداد که در آن مقدار زیادی آنتی‌بادی مونوکلونال ترشح می‌شود. شکل شماره 17 فرمانتور 2000 لیتری را نشان می‌دهد که برای تولید تجاری آنتی‌بادی‌های مونوکلونال استفاده می‌شود. سلول هیبریدوما در فرمانتور تکثیر می‌شود و تعداد زیادیسلول با  نسخه ژنتیکی یکسان تولید می‌کند، هر کدام از آنتی‌بادی تولید‌شده توسط لنفوسیت اصلی را ترشح می‌کنند.

از آنتی‌بادی‌های مونوکلونال برای درمان و تشخیص بیماری‌ها استفاده می‌شود. به عنوان مثال می‌توان به آزمایش مالاریا اشاره‌کرد که می‌تواند انسان یا پشه‌های آلوده را به انگل مالاریا را شناسایی کند،  یا آزمایش تشخیص پاتوژن HIV یا تجویز آنتی بادی به  قربانیان هاری[77] نیز از آنتی­بادی­های مونوکلونال استفاده می­شود.

درآزمایشهای بارداری از آنتی بادی مونوکلونال استفاده میکنند.

 از آنتی‌بادی‌های مونوکلونال برای سنجش هورمون گنادوتروپین جفتی انسان(hCG) در کیت‌های تشخیص بارداری استفاده‌می‌شود.

از آنتی‌بادی‌های مونوکلونال در طیف وسیعی از آزمایش‌های تشخیصی، از جمله آزمایش‌های آنتی‌بادی HIV و آنزیمی که در هنگام حملات قلبی ترشح می‌شود، استفاده می‌شود. کیت­های تشخیص بارداری که در دسترس است از آنتی‌بادی‌های مونوکلونال برای تشخیص hCG (گنادوتروفین جفتی انسان)[78] استفاده می‌کنند. hCG در دوران بارداری توسط جنین در حال رشد و بعداً توسط جفت تولید می‌شود. ادرار یک زن باردار حاوی مقادیر قابل تشخیص hCG است.

فعالیت

1)      توضیح دهید که اگر زن باردار باشد یک نوار آبی در نقطه C ظاهر می‌شود. [3]

2)      توضیح دهید چرا اگر زن باردار نیست یک نوار آبی در نقطه C ظاهر نمی‌شود. [3]

3)      دلایل استفاده از آنتی‌بادی‌های منوکلونال بی حرکت در نقطه D را توضیح دهید، حتی اگر آن‌ها نشان‌دهنده باردار بودن یا نبودن زن نیستند.

 

شکل شماره 18 نحوه کار نوار تست بارداری را نشان می‌دهد. در نقطه C، آنتی‌بادی‌هایی که برای hCG اختصاصی هستند، در نوار ثابت شده اند. در نقطه B آنتی‌بادی‌های آزاد برای hCG وجود دارد که به یک ماده رنگی متصل شده‌است. در نقطه D آنتی‌بادی‌ها بی‌حرکت هستند که به آنتی‌بادی‌های نشاندادر رنگی متصل می‌شوند. ادرار ریخته شده به انتهای نوار آزمایش، آنتی بادی‌های پایین نوار را می شوید.

 

 

 

[1] plasma cell

[2] hybridoma

[3] Edward Jenner

[4] Hemagglutinin

[5] neuraminidase

[6] allergies

[7] hay feve

[8] transfusion

[9] Rhesus

[10] galactose

[11] N-acetylgalactosamine

[12] agglutination

[13] hemolysis

[14] coagulate

[15] antibody serums

[16] anti-serums

[17] specific immune

[18] challenge

[19] response

[20] helper T cells

[21] rough endoplasmic reticulum

[22] clonal selection

[23] Opsonization

[24] phagocytes

[25] Neutralization

[26] Activation of complement

[27] membrane attack complex

[28] Agglutination

[29] agglutination

[30] attenuated

[31] Mycobacterium bovis

[32] tuberculosis

[33] Nuremberg Trials

[34] Nuremberg Code

[35] World Health Organization’s=WHO

[36] Pan American

[37] campaign

[38] yellow fever

[39] malaria

[40] Epidemiologists

[41] World Health Organization (WHO)

[42] UNICEF

[43] Rotary Foundation

[44] tetanus

[45] endemic

[46] birds

[47] pigs

[48] bacteria

[49] bacterial

[50] syphilis

[51] polio

[52] measles

[53] canine distemper virus

[54] diphtheria

[55] Bubonic plague

[56] Rocky Mountain spotted fever

[57] Lyme disease

[58] bird flu

[59] West Nile virus

[60] bats

[61] Nipah virus

[62] histamine

[63] Mast cells

[64] basophils

[65] immune components

[66] itching

[67] sneezing

[68] rashes

[69] anaphylaxis

[70] anti-histamines

[71] hybridoma

[72] hybridoma

[73] Monoclonal antibodies

[74] spleen

[75] myeloma

[76] fermenter

[77] rabies

[78] hCG (human chorionic gonadotrophin)

اشتراک گذاری:

دیدگاهتان را بنویسید