علم المناعة

علم المناعة هو فرع من فروع علم الأحياء والطب ^{[ 1 ]} الذي يغطي دراسة أجهزة المناعة ^{[ 2 ]} في جميع الكائنات الحية .

يُعنى علم المناعة برسم خرائط وقياس وتحديد السياق الوظيفي الفيزيولوجي للجهاز المناعي في حالات الصحة والمرض؛ واختلالات الجهاز المناعي في الاضطرابات المناعية (مثل أمراض المناعة الذاتية ، وفرط الحساسية ، ونقص المناعة ، ^{[ 3 ]} ورفض الأعضاء المزروعة ^{[ 4 ]} )؛ والخصائص الفيزيائية والكيميائية والفسيولوجية لمكونات الجهاز المناعي في المختبر ، ^{[ 5 ]} وفي الجسم الحي ، ^{[ 6 ]} . ولعلم المناعة تطبيقات في العديد من التخصصات الطبية، لا سيما في مجالات زراعة الأعضاء، والأورام، والروماتيزم، وعلم الفيروسات، وعلم البكتيريا، وعلم الطفيليات، والطب النفسي، والأمراض الجلدية.

صاغ هذا المصطلح عالم الأحياء الروسي إيليا إيليتش ميتشنيكوف ، ^{[ 7 ]} الذي ساهم في تطوير دراسات علم المناعة وحصل على جائزة نوبل عام 1908 بالتعاون مع بول إرليخ "تقديراً لأبحاثهما في مجال المناعة". قام ميتشنيكوف بتثبيت أشواك صغيرة في يرقات نجم البحر ولاحظ وجود خلايا غير عادية تحيط بهذه الأشواك. كانت هذه استجابة نشطة من الجسم في محاولة للحفاظ على سلامته. وكان ميتشنيكوف أول من لاحظ ظاهرة البلعمة ، ^{[ 8 ]} التي يدافع فيها الجسم عن نفسه ضد جسم غريب. قام إرليخ بتعريض الفئران لمادتي الريسين والأبرين السامتين. وبعد إطعامها جرعات صغيرة ولكن متزايدة من الريسين، تأكد من أنها أصبحت "مقاومة للريسين". فسر إرليخ ذلك على أنه تحصين، ولاحظ أنه بدأ فجأة بعد بضعة أيام واستمر لعدة أشهر.

قبل تسمية الجهاز المناعي بـ ^{[ 9 ]} ، والمشتقة من الجذر اللغوي immunis اللاتيني الذي يعني "معفى"، وصف الأطباء الأوائل أعضاءً ثبت لاحقًا أنها مكونات أساسية للجهاز المناعي. ومن أهم الأعضاء اللمفاوية في الجهاز المناعي: الغدة الزعترية ، ^{[ 10 ]} ونخاع العظم ، والأنسجة اللمفاوية الرئيسية مثل الطحال واللوزتين والأوعية اللمفاوية والعقد اللمفاوية واللحمية والكبد . مع ذلك، فإن العديد من مكونات الجهاز المناعي خلوية بطبيعتها، ولا ترتبط بأعضاء محددة، بل هي موجودة أو تدور في أنسجة مختلفة في جميع أنحاء الجسم.

يرتبط علم المناعة الكلاسيكي بمجالي علم الأوبئة والطب ، إذ يدرس العلاقة بين أجهزة الجسم ومسببات الأمراض والمناعة. ويمكن تتبع أقدم ذكر مكتوب للمناعة إلى طاعون أثينا عام 430 قبل الميلاد. وقد لاحظ ثوسيديدس أن الأشخاص الذين تعافوا من نوبة سابقة من المرض كانوا قادرين على رعاية المرضى دون الإصابة به مرة أخرى. ^{[ 11 ]} وتشير العديد من المجتمعات القديمة الأخرى إلى هذه الظاهرة، ولكن لم يتطور المفهوم إلى نظرية علمية إلا في القرنين التاسع عشر والعشرين.

يُعدّ دراسة المكونات الجزيئية والخلوية التي يتألف منها الجهاز المناعي، بما في ذلك وظائفها وتفاعلاتها، العلمَ الأساسي في علم المناعة. وينقسم الجهاز المناعي إلى جهاز مناعي فطري أكثر بدائية ، وجهاز مناعي مكتسب أو تكيفي في الفقاريات . وينقسم الأخير بدوره إلى مكونات خلطية (أو تعتمد على الأجسام المضادة ) ومكونات خلوية . ^{[ 12 ]}

يتمتع الجهاز المناعي بقدرة على التمييز بين الذات وغير الذات. ^{[ 13 ]} المستضد هو مادة تُحفز الاستجابة المناعية. الخلايا المسؤولة عن التعرف على المستضد هي الخلايا اللمفاوية. بمجرد التعرف عليه، تُفرز هذه الخلايا الأجسام المضادة. الأجسام المضادة هي بروتينات تُعادل الكائنات الدقيقة المُسببة للأمراض. لا تقتل الأجسام المضادة مسببات الأمراض مباشرةً، بل تُحدد المستضدات كأهداف لتدميرها بواسطة خلايا مناعية أخرى مثل الخلايا البلعمية أو الخلايا القاتلة الطبيعية.

تُعرَّف الاستجابة المناعية (بالأجسام المضادة) بأنها التفاعل بين الأجسام المضادة والمستضدات . ^{[ 14 ]} الأجسام المضادة هي بروتينات محددة تُفرز من نوع معين من الخلايا المناعية تُعرف بالخلايا اللمفاوية البائية  ، بينما تُعرَّف المستضدات بأنها أي شيء يُحفز إنتاج الأجسام المضادة ( مولدات الأجسام المضادة ). يعتمد علم المناعة على فهم خصائص هذين الكيانين البيولوجيين والاستجابة الخلوية لكليهما.

يتضح الآن أن الاستجابات المناعية تُسهم في تطور العديد من الاضطرابات الشائعة التي لم تُصنف تقليديًا على أنها مناعية، ^{[ 15 ]} بما في ذلك الأمراض الأيضية، وأمراض القلب والأوعية الدموية، والسرطان، والأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر. إلى جانب ذلك، توجد آثار مباشرة للجهاز المناعي في الأمراض المعدية (مثل السل، والملاريا، والتهاب الكبد، والالتهاب الرئوي، والزحار، والعدوى بالديدان الطفيلية). لذا، يُعد البحث في مجال علم المناعة ذا أهمية بالغة للتقدم في مجالات الطب الحديث، والبحوث الطبية الحيوية، والتكنولوجيا الحيوية.

إن خصوصية الرابطة بين الجسم المضاد والمستضد جعلت من الجسم المضاد أداةً ممتازةً للكشف عن المواد باستخدام تقنيات تشخيصية متنوعة. يمكن ربط الأجسام المضادة المتخصصة بمستضد معين بعلامة نظيرية (مشعة) أو فلورية، أو بإنزيم مُلوِّن، وذلك للكشف عنه. مع ذلك، قد يؤدي التشابه بين بعض المستضدات إلى نتائج إيجابية خاطئة وأخطاء أخرى في هذه الاختبارات، نتيجةً لتفاعل الأجسام المضادة مع مستضدات غير متطابقة تمامًا. ^{[ 16 ]}

يُعرف استخدام مكونات الجهاز المناعي أو مستضداته لعلاج مرض أو اضطراب ما بالعلاج المناعي . ويُستخدم العلاج المناعي بشكل شائع لعلاج الحساسية ، واضطرابات المناعة الذاتية مثل داء كرون ، والتهاب الغدة الدرقية لهاشيموتو ، والتهاب المفاصل الروماتويدي ، وبعض أنواع السرطان . كما يُستخدم العلاج المناعي غالبًا للمرضى الذين يعانون من نقص المناعة (مثل المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية ) والأشخاص الذين يعانون من نقص المناعة. ويشمل ذلك تنظيم عوامل مثل إنترلوكين-2، وإنترلوكين-10، وعامل تحفيز مستعمرات المحببات والبلعميات ، وإنترفيرون ألفا.

علم المناعة السريرية هو دراسة الأمراض الناجمة عن اضطرابات الجهاز المناعي (فشل، أو خلل في وظيفته، أو نمو خبيث للعناصر الخلوية للجهاز). كما يشمل أمراض أجهزة أخرى، حيث تلعب الاستجابات المناعية دورًا في علم الأمراض والخصائص السريرية.

تنقسم الأمراض الناجمة عن اضطرابات الجهاز المناعي إلى فئتين رئيسيتين:

• نقص المناعة ، حيث تفشل أجزاء من الجهاز المناعي في توفير استجابة كافية (تشمل الأمثلة مرض الورم الحبيبي المزمن وأمراض المناعة الأولية)؛
• المناعة الذاتية ، حيث يهاجم الجهاز المناعي جسم المضيف نفسه (تشمل الأمثلة الذئبة الحمامية الجهازية ، والتهاب المفاصل الروماتويدي ، ومرض هاشيموتو ، والوهن العضلي الوبيل ).

تشمل اضطرابات الجهاز المناعي الأخرى أنواعًا مختلفة من فرط الحساسية (كما هو الحال في الربو وأنواع الحساسية الأخرى ) التي تستجيب بشكل غير مناسب لمركبات غير ضارة في الأحوال العادية .

إن أكثر الأمراض شهرة التي تؤثر على الجهاز المناعي نفسه هو الإيدز ، وهو نقص مناعي يتميز بقمع الخلايا التائية المساعدة (CD4+) والخلايا المتغصنة والبلعميات بواسطة فيروس نقص المناعة البشرية (HIV).

يدرس أخصائيو المناعة السريرية أيضًا طرق منع محاولات الجهاز المناعي لتدمير الطعوم الخيفية ( رفض الزرع ). ^{[ 17 ]}

يُعدّ علم المناعة السريرية والحساسية عادةً تخصصًا فرعيًا ضمن الطب الباطني أو طب الأطفال . ويتعرض الأطباء المتخصصون في علم المناعة السريرية عادةً للعديد من جوانب هذا التخصص، ويعالجون حالات الحساسية، ونقص المناعة الأولي، وأمراض المناعة الذاتية والالتهابية الجهازية. وكجزء من تدريبهم، قد يخضع الأطباء المتخصصون لدورات تدريبية إضافية في أمراض الروماتيزم ، وأمراض الرئة ، وأمراض الأنف والأذن والحنجرة ، والأمراض الجلدية ، ومختبر علم المناعة. ^{[ 18 ]}

Immunology is strongly experimental in everyday practice but is also characterized by an ongoing theoretical attitude. Many theories have been suggested in immunology from the end of the nineteenth century up to the present time. The end of the 19th century and the beginning of the 20th century saw a battle between "cellular" and "humoral" theories of immunity. According to the cellular theory of immunity, represented in particular by Elie Metchnikoff, it was cells – more precisely, phagocytes – that were responsible for immune responses. In contrast, the humoral theory of immunity, held by Robert Koch^[19] and Emil von Behring,^[20] among others, stated that the active immune agents were soluble components (molecules) found in the organism's "humors" rather than its cells.^[21][22][23]

In the mid-1950s, Macfarlane Burnet, inspired by a suggestion made by Niels Jerne,^[24] formulated the clonal selection theory (CST) of immunity.^[25] On the basis of CST, Burnet developed a theory of how an immune response is triggered according to the self/nonself distinction: "self" constituents (constituents of the body) do not trigger destructive immune responses, while "nonself" entities (e.g., pathogens, an allograft) trigger a destructive immune response.^[26] The theory was later modified to reflect new discoveries regarding histocompatibility or the complex "two-signal" activation of T cells.^[27] The self/nonself theory of immunity and the self/nonself vocabulary have been criticized,^[23][28][29] but remain very influential.^[30][31]

في الآونة الأخيرة، طُرحت عدة أطر نظرية في علم المناعة، منها وجهات النظر " التكوينية الذاتية " ^{[ 32 ]} ، ووجهات النظر "المعرفية المناعية" ^{[ 33 ]} ، و" نموذج الخطر " (أو "نظرية الخطر") ^{[ 28 ]} ، ونظرية "الانقطاع" ^{[ 34 ] [ 35 ]} . وقد كان لنموذج الخطر، الذي اقترحته بولي ماتزينجر وزملاؤها، تأثير كبير، إذ أثار العديد من التعليقات والنقاشات ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ].}

تعتمد قدرة الجسم على الاستجابة للمستضدات على عمر الشخص، ونوع المستضد، والعوامل الأمومية، والمنطقة التي يُعرض فيها المستضد. ^{[ 40 ]} يُقال إن حديثي الولادة يعانون من نقص مناعي فسيولوجي، لأن استجاباتهم المناعية الفطرية والتكيفية تكون مثبطة بشكل كبير. بعد الولادة، يستجيب جهاز المناعة لدى الطفل بشكل إيجابي للمستضدات البروتينية، بينما تكون استجابته أقل فعالية للمستضدات السكرية والسكريات المتعددة . في الواقع، تُسبب العديد من العدوى التي يُصاب بها حديثو الولادة كائنات دقيقة منخفضة الضراوة مثل المكورات العنقودية والزائفة . لدى حديثي الولادة، يكون النشاط البلعومي والقدرة على تنشيط سلسلة المتممة محدودين للغاية. على سبيل المثال، يبلغ متوسط ​​مستوى C3 لدى حديثي الولادة حوالي 65% من مستواه لدى البالغين. كما أن النشاط البلعومي يكون ضعيفًا للغاية لدى حديثي الولادة. يعود ذلك إلى انخفاض النشاط التآزري، بالإضافة إلى انخفاض تنظيم مستقبلات الإنتغرين والسيلكتين ، مما يحد من قدرة العدلات على التفاعل مع جزيئات الالتصاق في البطانة الوعائية . كما أن خلاياهم الوحيدة بطيئة الحركة ولديها إنتاج منخفض للأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، مما يحد أيضًا من نشاط البلعمة لدى حديثي الولادة. على الرغم من أن عدد الخلايا اللمفاوية الكلي لديهم أعلى بكثير من البالغين، إلا أن المناعة الخلوية والخلطية تكون متأثرة أيضًا. تتمتع الخلايا العارضة للمستضدات لدى حديثي الولادة بقدرة منخفضة على تنشيط الخلايا التائية. كذلك، تتكاثر الخلايا التائية لدى حديثي الولادة بشكل ضعيف وتنتج كميات ضئيلة جدًا من السيتوكينات مثل إنترلوكين-2، وإنترلوكين-4، وإنترلوكين-5، وإنترلوكين-12، وإنترفيرون غاما، مما يحد من قدرتها على تنشيط الاستجابة الخلطية وكذلك نشاط البلعمة للخلايا البلعمية الكبيرة. تتطور الخلايا البائية مبكرًا خلال فترة الحمل ولكنها لا تكون نشطة تمامًا. ^{[ 41 ]}   

تلعب العوامل الأمومية دورًا في الاستجابة المناعية للجسم. عند الولادة، يكون معظم الغلوبولين المناعي الموجود هو IgG الأمومي. تنتقل هذه الأجسام المضادة من المشيمة إلى الجنين عبر مستقبل FcRn (مستقبل Fc الوليدي). ^{[ 42 ]} ولأن IgM وIgD وIgE وIgA لا تعبر المشيمة، فإنها تكاد تكون غير قابلة للكشف عند الولادة. يُوفر حليب الأم بعضًا من IgA . يمكن لهذه الأجسام المضادة المكتسبة بشكل سلبي أن تحمي المولود الجديد لمدة تصل إلى 18 شهرًا، ولكن استجابتها عادةً ما تكون قصيرة الأمد وضعيفة الارتباط . ^{[ 41 ]} يمكن لهذه الأجسام المضادة أيضًا أن تُسبب استجابة سلبية. إذا تعرض الطفل للأجسام المضادة لمستضد معين قبل تعرضه للمستضد نفسه، فسيُظهر استجابة ضعيفة. يمكن للأجسام المضادة الأمومية المكتسبة بشكل سلبي أن تُثبط استجابة الأجسام المضادة للتطعيم النشط. وبالمثل، تختلف استجابة الخلايا التائية للتطعيم لدى الأطفال مقارنةً بالبالغين، فاللقاحات التي تحفز استجابات Th1 لدى البالغين لا تُثير بسهولة نفس الاستجابات لدى حديثي الولادة. ^{[ 41 ]} بين ستة وتسعة أشهر بعد الولادة، يبدأ جهاز المناعة لدى الطفل بالاستجابة بقوة أكبر للبروتينات السكرية ، ولكن عادةً لا يطرأ تحسن ملحوظ على استجابته للسكريات المتعددة حتى يبلغ عامه الأول على الأقل. وقد يكون هذا هو سبب اختلاف الأطر الزمنية في جداول التطعيم . ^{[ 43 ] [ 44 ]}

خلال فترة المراهقة، يمر جسم الإنسان بتغيرات جسدية وفسيولوجية ومناعية متنوعة، تُحفزها وتُنظمها الهرمونات ، وأهمها لدى الإناث هرمون 17-بيتا-إستراديول (أحد أنواع الإستروجين )، ولدى الذكور هرمون التستوستيرون . يبدأ الإستراديول عادةً مفعوله في سن العاشرة تقريبًا، بينما يبدأ مفعول التستوستيرون بعد ذلك ببضعة أشهر. ^{[ 45 ]} تشير الأدلة إلى أن هذه الستيرويدات لا تؤثر فقط بشكل مباشر على الخصائص الجنسية الأولية والثانوية ، بل تؤثر أيضًا على نمو الجهاز المناعي وتنظيمه، ^{[ 46 ]} بما في ذلك زيادة خطر الإصابة بأمراض المناعة الذاتية في سن البلوغ وما بعده. ^{[ 47 ]} كما توجد بعض الأدلة على أن مستقبلات سطح الخلية على الخلايا البائية والبلعمية قد تكشف عن وجود الهرمونات الجنسية في الجسم. ^{[ 48 ]}

ثبت أن هرمون الإستراديول 17-بيتا الأنثوي ينظم مستوى الاستجابة المناعية، ^{[ 49 ]} بينما يبدو أن بعض الأندروجينات الذكرية ، مثل التستوستيرون، تثبط استجابة الجسم للعدوى. في المقابل، تزيد أندروجينات أخرى، مثل ديهيدرو إيبي أندروستيرون (DHEA )، من الاستجابة المناعية. ^{[ 50 ]} وكما هو الحال لدى الإناث، يبدو أن للهرمونات الجنسية الذكرية سيطرة أكبر على الجهاز المناعي خلال فترة البلوغ وما بعدها مقارنةً ببقية مراحل حياة الرجل البالغ.

تؤثر التغيرات الجسدية التي تحدث أثناء البلوغ، مثل ضمور الغدة الزعترية، على الاستجابة المناعية أيضاً. ^{[ 51 ]}

يستكشف علم المناعة البيئية، أو علم المناعة الإيكولوجي، العلاقة بين الجهاز المناعي للكائن الحي وبيئته الاجتماعية والحيوية وغير الحيوية.

ركزت الأبحاث الحديثة في علم المناعة البيئية على دفاعات المضيف ضد مسببات الأمراض التي تُعتبر تقليديًا "غير مناعية"، مثل تجنب مسببات الأمراض ، والعلاج الذاتي، والدفاعات التي تتوسطها الكائنات المتعايشة ، والمفاضلات المتعلقة بالخصوبة. ^{[ 52 ]} تشير المناعة السلوكية، وهو مصطلح صاغه مارك شالر ، تحديدًا إلى دوافع تجنب مسببات الأمراض النفسية، مثل الشعور بالاشمئزاز من المحفزات المحيطة بالأفراد المصابين بمسببات الأمراض، مثل رائحة القيء . [ ^{53 ] وبشكل} أوسع، تم إثبات المناعة البيئية "السلوكية" في أنواع متعددة. على سبيل المثال، غالبًا ما تضع فراشة الملك بيضها على أنواع معينة من نبات الصقلاب السام عندما تكون مصابة بالطفيليات. تقلل هذه السموم من نمو الطفيليات في نسل فراشة الملك المصابة. ومع ذلك، عندما تُجبر فراشات الملك غير المصابة على التغذي فقط على هذه النباتات السامة، فإنها تعاني من انخفاض في لياقتها البدنية نتيجة انخفاض متوسط ​​عمرها مقارنةً بفراشات الملك الأخرى غير المصابة. ^{[ 54 ]} يشير هذا إلى أن وضع البيض على النباتات السامة سلوك مكلف لدى فراشات الملك، والذي ربما تطور لتقليل شدة الإصابة بالطفيليات. ^{[ 52 ]}

تُعدّ آليات الدفاع التي تتوسطها الكائنات التكافلية قابلة للتوريث عبر أجيال العائل، على الرغم من عدم وجود أساس وراثي مباشر لانتقالها. فعلى سبيل المثال، تعتمد حشرات المن على العديد من الكائنات التكافلية المختلفة للدفاع عن نفسها ضد الطفيليات الرئيسية، ويمكنها نقل هذه الكائنات عموديًا من الآباء إلى الأبناء. ^{[ 55 ]} لذلك، من المرجح أن ينتقل الكائن التكافلي الذي يوفر الحماية من الطفيلي بنجاح إلى نسل العائل، مما يسمح بالتطور المشترك مع الطفيليات التي تهاجم العائل بطريقة مشابهة للمناعة التقليدية.

يمكن أن توفر الأنسجة المناعية المحفوظة للأنواع المنقرضة، مثل التايلاسين ( Thylacine cynocephalus )، رؤى ثاقبة حول بيولوجيتها. ^{[ 56 ]}

يمكن أن تؤدي دراسة تفاعل الجهاز المناعي مع الخلايا السرطانية إلى تطوير اختبارات تشخيصية وعلاجات للكشف عن السرطان ومكافحته. يهتم علم المناعة بالاستجابة الفيزيولوجية المميزة للحالة المناعية. يُعد الالتهاب استجابة مناعية لوحظت في العديد من أنواع السرطان. ^{[ 57 ]}

يُعنى هذا الفرع من علم المناعة بدراسة الجوانب المناعية للعملية التناسلية، بما في ذلك تقبّل الجنين . كما تستخدم عيادات الخصوبة هذا المصطلح لمعالجة مشاكل الخصوبة، والإجهاض المتكرر، والولادات المبكرة، والمضاعفات الخطيرة مثل تسمم الحمل .

• قائمة أخصائيي المناعة
• علم المناعة
• المراجعات الدولية لعلم المناعة
• مخطط علم المناعة
• تاريخ علم المناعة
• علم المناعة العظمية

• وسائط متعلقة بعلم المناعة على ويكيميديا ​​كومنز
• الجمعية الأمريكية لأخصائيي المناعة
• الجمعية البريطانية لعلم المناعة
• دليل الاتحاد الدولي لعلم الأدوية السريرية والطبية (IUPHAR) لعلم المناعة الدوائية