Стерильный иммунитет

Стерильный иммунитет — это форма иммунного ответа организма, при которой патоген (вирус, бактерия, грибок или паразит) полностью уничтожается до того, как он успевает установить продуктивную инфекцию, то есть размножиться и вызвать заболевание. В отличие от нестерильного (инфекционного) иммунитета, при котором возбудитель может сохраняться в организме в латентной форме, стерильный иммунитет обеспечивает полное освобождение от патогена и предотвращает его передачу другим хозяевам. Достижение стерильного иммунитета является одной из главных целей вакцинопрофилактики, однако для многих инфекций (например, туберкулёз, ВИЧ, малярия) он до сих пор не достижим.

Механизмы формирования

Стерильный иммунитет развивается, когда иммунная система распознаёт и нейтрализует патоген на ранних стадиях его проникновения — до того, как он начнёт реплицироваться в клетках-мишенях. Ключевую роль в этом процессе играют два компонента адаптивного иммунитета:

• Нейтрализующие антитела — специфические иммуноглобулины (преимущественно IgG и IgA), которые связываются с поверхностными белками патогена (например, с шиповидным S-белком коронавирусов или гемагглютинином вируса гриппа). Это блокирует прикрепление возбудителя к рецепторам клеток хозяина и его проникновение внутрь. Высокий титр нейтрализующих антител в крови и слизистых оболочках является основным условием стерильного иммунитета.
• Т-клеточный ответ — цитотоксические T-лимфоциты (CD8+) уничтожают клетки, которые уже были инфицированы, но на ранней стадии. Однако для стерильного иммунитета критично, чтобы T-клетки срабатывали до того, как патоген успеет завершить цикл репликации и распространиться на соседние клетки.

Врождённый иммунитет (например, интерфероны I типа, натуральные киллеры) также участвует в первичном сдерживании, но без адаптивного ответа стерильный иммунитет, как правило, не формируется.

Отличие от нестерильного иммунитета

Основное различие между двумя формами иммунитета заключается в способности организма полностью элиминировать патоген:

Нестерильный иммунитет часто называют «инфекционным», так как он поддерживается только при постоянном присутствии возбудителя в организме (например, при туберкулёзе микобактерии могут сохраняться в гранулёмах). При стерильном иммунитете после элиминации патогена иммунологическая память остаётся, но самого возбудителя в организме нет.

Стерильный иммунитет и вакцинация

Достижение стерильного иммунитета является «золотым стандартом» для вакцин, поскольку оно гарантирует не только защиту вакцинированного, но и прерывание цепочки передачи инфекции (коллективный иммунитет). Однако разные вакцины обеспечивают разную степень защиты:

• Вакцины, способные индуцировать стерильный иммунитет: живые аттенуированные вакцины (например, против кори, краснухи, паротита, полиомиелита (оральная вакцина Сейбина), ветряной оспы). Они вызывают сильный и длительный гуморальный ответ, часто пожизненный.
• Вакцины, не обеспечивающие стерильный иммунитет: многие инактивированные вакцины, субъединичные и мРНК-вакцины (например, против коклюша, гриппа, COVID-19). Они защищают от тяжёлого течения болезни, но не всегда предотвращают инфицирование и передачу вируса. Например, вакцины против COVID-19 на основе мРНК (производства Pfizer/BioNTech и Moderna) показали высокую эффективность против тяжёлых форм, но не обеспечивали полного стерильного иммунитета против варианта «Омикрон» и его субвариантов.

Причина, по которой многие вакцины не дают стерильного иммунитета, связана с тем, что они индуцируют иммунный ответ преимущественно против определённых антигенов, а не против всего патогена. Кроме того, для некоторых возбудителей (например, вируса гриппа или ВИЧ) характерна высокая антигенная изменчивость, что затрудняет выработку универсальных нейтрализующих антител.

Факторы, влияющие на достижение стерильного иммунитета

На формирование стерильного иммунитета влияют несколько ключевых факторов:

• Путь введения вакцины: интраназальное введение (например, вакцина против гриппа в виде спрея) может индуцировать местный иммунитет в слизистых оболочках, что важно для блокировки проникновения патогена. Внутримышечные инъекции чаще дают системный, но не мукозальный ответ.
• Тип патогена: вирусы с коротким инкубационным периодом и высокой скоростью репликации (например, вирус кори) легче нейтрализовать антителами, чем медленно размножающиеся или внутриклеточные патогены (микобактерии, плазмодии).
• Иммунный статус хозяина: возраст, наличие хронических заболеваний, иммуносупрессия (например, при ВИЧ-инфекции или приёме иммуносупрессантов) снижают способность организма формировать стерильный иммунитет.
• Доза и кратность вакцинации: бустерные дозы (ревакцинация) повышают титр антител и могут способствовать достижению стерильного иммунитета, как это наблюдается при вакцинации против полиомиелита.

Примеры инфекций со стерильным иммунитетом

• Корь: после перенесённой инфекции или вакцинации живой вакциной формируется пожизненный стерильный иммунитет. Повторные случаи заболевания крайне редки.
• Краснуха: аналогично кори, стерильный иммунитет сохраняется десятилетиями. Вакцинация против краснухи входит в национальные календари прививок многих стран, включая Россию.
• Полиомиелит: оральная полиовакцина (ОПВ) индуцирует местный иммунитет в кишечнике, что блокирует размножение дикого вируса и его выделение с фекалиями. Инактивированная полиовакцина (ИПВ) защищает от паралитической формы, но не даёт стерильного иммунитета в кишечнике.
• Оспа: натуральная оспа (Variola vera) — единственная инфекция человека, которая была полностью ликвидирована в результате глобальной вакцинации. Вакцинация живым вирусом коровьей оспы (Vaccinia) обеспечивала стерильный иммунитет на несколько лет.

Клиническое и эпидемиологическое значение

Стерильный иммунитет имеет решающее значение для эрадикации инфекционных заболеваний. Если вакцинация не обеспечивает стерильного иммунитета, то даже при высоком охвате прививками возможна циркуляция возбудителя среди вакцинированных (бессимптомное носительство). Это наблюдалось, например, при вакцинации против коклюша бесклеточными вакцинами: привитые дети могли заражаться и передавать Bordetella pertussis, хотя сами не болели.

В контексте пандемии COVID-19 (вызвана коронавирусом SARS-CoV-2) отсутствие стерильного иммунитета у большинства вакцинированных стало одной из причин продолжающейся передачи вируса, особенно после появления вариантов, уклоняющихся от антительного ответа. Это подчеркнуло необходимость разработки вакцин, индуцирующих мукозальный иммунитет (например, интраназальных), и вакцин против консервативных участков вирусных белков.

Критика и ограничения концепции

Некоторые иммунологи отмечают, что строгое разделение на стерильный и нестерильный иммунитет является упрощением. В реальности иммунный ответ представляет собой континуум: от полной защиты от инфекции до защиты от тяжёлого заболевания при сохранении возможности инфицирования. Кроме того, для многих патогенов (например, вируса простого герпеса) стерильный иммунитет в принципе невозможен из-за их способности к латентной персистенции в нервных ганглиях.

Достижение стерильного иммунитета также может быть нежелательным в некоторых случаях, если оно требует чрезмерно сильного иммунного ответа, способного вызвать аутоиммунные реакции или цитокиновый шторм. Поэтому для ряда инфекций (например, туберкулёз) целью вакцинации является не стерильный иммунитет, а формирование защитного T-клеточного ответа, предотвращающего развитие активной формы болезни.

Источники

1. Janeway C. A., Travers P., Walport M., Shlomchik M. J. Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. — 6th ed. — Garland Science, 2005.
2. Plotkin S. A., Orenstein W. A., Offit P. A., Edwards K. M. Vaccines. — 7th ed. — Elsevier, 2018.
3. Pulendran B., Ahmed R. Immunological mechanisms of vaccination // Nature Immunology. — 2011. — Vol. 12, № 6. — P. 509–517.
4. Sette A., Crotty S. Adaptive immunity to SARS-CoV-2 and COVID-19 // Cell. — 2021. — Vol. 184, № 4. — P. 861–880.
5. World Health Organization. Correlates of vaccine-induced protection: methods and implications. — WHO, 2013.
6. Национальный календарь профилактических прививок Российской Федерации (утверждён приказом Минздрава России от 6 декабря 2021 г. № 1122н).