Od maminky ke knihovně protilátek: Jak se v dětství mění imunitní systém

Ještě před narozením

Imunitní systém se začíná rozvíjet již během nitroděložního vývoje – T a B lymfocyty lze u plodu detekovat ve 22. gestačním týdnu. Při porodu přechází novorozenec ze sterilního prostředí v děloze do světa plného mikrobů a imunitní systém, který je naladěný spíše směrem k toleranci (aby nedocházelo k reakcím na cizorodé antigeny matky), se musí přeprogramovat směrem k obraně proti patogenům.

Rané dětství

V prvním půlroce života je protilátková ochrana zajištěna především mateřskými IgG přenesenými přes placentu v průběhu gestačního vývoje. Gastrointestinální trakt je chráněn protilátkami typu IgA vylučovanými do mateřského mléka. Mateřský soubor imunoglobulinů je však závislý na expozici matky a často nezajišťuje ochranu proti všem relevantním patogenům. V prvních týdnech života je T-buněčná odpověď miminka účinnější vůči bakteriálním a fungálním patogenům než vůči nitrobuněčným parazitům.

Vlastní produkce protilátek dítětem sice začíná už ve III. trimestru těhotenství, jde však především o nízkoafinitní IgM produkované B₁ lymfocyty. Tyto protilátky mohou mít slabou zkříženou reaktivitu vůči některým patogenům, ale jejich ochranná funkce je celkově nízká. Zrání klasických B₂ lymfocytů nastává krátce po narození, produkce protilátek ovšem vyžaduje expozici antigenu. Protilátky typu IgG potřebují pro dozrání nejméně 7 dní. Klonální selekce sofistikovanějších protilátek s vyšší afinitou vůči antigenu vyžaduje ještě více času a pravděpodobně také několikanásobnou expozici, což patogenům poskytuje poměrně dlouhý časový úsek, ve kterém může dojít k nákaze a šíření infekce v těle dítěte.

Nezralá imunita

Pravděpodobně nejvýznamnějším činitelem ve zvýšené náchylnosti dětí k infekčním nemocem je jejich imunologická naivita v kombinaci s nepřetržitou expozicí patogenům v kolektivních zařízeních nebo při kontaktu s příbuznými a přáteli. Malé děti onemocní virovou respirační infekcí průměrně 4–8× za rok. U dětí mladších 5 let se navíc přidává fakt, že ve srovnání s dospělými produkují při virové infekci méně interferonů typu 1, což je dáno omezenou odpovědí plazmocytoidních dendritických buněk v raném dětství. Právě tyto buňky a cytokiny jsou zodpovědné za chřipkové symptomy v průběhu prodromální fáze virové infekce. Obzvláště důležité jsou pro obranu proti respiračnímu syncitiálnímu viru, chřipce, SARS-CoV-2 a dalším respiračním virům.

Někdy je to výhoda

Některé infekce mají u dětí naopak mírnější průběh než u dospívajících či dospělých (například hepatitida B, plané neštovice či EBV). Ačkoliv tento fenomén dosud není zcela objasněn, je možné, že je za něj zodpovědná tzv. trénovaná imunita. Opakovaná expozice určitému typu infekce totiž může zvyšovat prvotní odpověď buněk vrozené imunity. V případě virových infekcí to znamená, že buňky produkující interferony a také NK buňky mohou projít epigenetickými změnami, které je naprogramují pro rychlejší a bouřlivější odpověď při virové infekci obecně. To by mohlo vysvětlit, proč například při infekci virem planých neštovic hrozí dospělým propuknutí těžkého zápalu plic, způsobeného imunitní a zánětlivou odpovědí v místě vstupu viru do těla, ještě před klasickým výsevem typické vyrážky.¹

Jak se v dětství mění hladiny protilátek

Hladina sérových imunoglobulinů, která je markerem funkčnosti B lymfocytů, se v průběhu života mění. Sérum novorozenců obsahuje nízké hladiny IgM a IgA. Kromě toho se v něm nacházejí i IgG pocházející od matky, jejichž hladina je téměř na úrovni dospělého. Mateřské imunoglobuliny však časem vymizí a protilátkové odpovědi miminka poté dominuje IgM, jehož sérová hladina dosahuje téměř 100 % hodnoty dosažené v dospělosti. Hladiny IgG a IgA jsou v té době přibližně na 60, resp. 30 %. Celková hladina IgG v dětství postupně stoupá, cílové hladiny subtypů IgG₃ a IgG₁ je dosaženo mezi 5. a 10. rokem, zatímco produkce IgG₂ je opožděná a maximální koncentrace dosahuje teprve v dospělosti.

Hladina imunoglobulinů A v průběhu dětství taktéž stoupá, maximální produkce IgA₁ je dosaženo během druhé dekády, zatímco hladina IgA₂ dále narůstá až do dospělosti. Protilátky IgE naproti tomu dosahují největší koncentrace okolo 10. roku a poté jejich hladina postupně poklesne na dospělou úroveň.²

Dlouhá cesta vývoje imunitního sytému

Na procesech vrozené a adaptivní imunity se podílí více než 1600 genů nezbytných pro život v nepřátelském prostředí. Přesto je imunitní systém hned po narození relativně nezralý a v průběhu dětství se formuje prostřednictvím mnoha setkání s patogeny, zraněními či cizorodými látkami z okolního prostředí. Dětstvím však proměny imunity zdaleka nekončí. S postupujícím věkem se imunitní systém dále remodeluje a obrana před patogeny postupně ztrácí na účinnosti. Imunitní systém lidí pokročilého věku tak do jisté míry připomíná situaci u novorozenců. Evoluční kruh se uzavírá a je možné, že vývoj imunity jednotlivce odráží klíčovou potřebu zajistit přežití druhu a udržet naživu zejména jedince v plodném věku.³

(este)

Zdroje:
1. Chappell M. T., KellyC., Rosenthal K. S. Why is a child not a miniadult for infections? Infect Dis Clin Pract 2021; 29 (3): e169–e173, doi: 10.1097/IPC.0000000000001012.
2. Blanco E., Pérez-Andrés M., Arriba-Méndez S. et al. Age-associated distribution of normal B-cell and plasma cell subsets in peripheral blood. J Allergy Clin Immunol 2018; 141 (6): 2208–2219.e16, doi: 10.1016/j.jaci.2018.02.017.
3. Simon A. K., Hollander G. A., McMichael A. Evolution of the immune system in humans from infancy to old age. Proc Biol Sci 2015; 282 (1821): 20143085, doi: 10.1098/rspb.2014.3085.