Какво представлява тетаничният токсин и защо ваксината не гарантира имунитет

тетаничен токсин

Тетанотоксинът, наречен още тетаноспазмин, се произвежда от различни бактериални щамове на Clostridium Tetani, които нормално обитават червата на различни тревопасни животни, основно коне, при това без да причиняват тетанус при тези животни. Тези бактерии изискват анаеробни (без кислород) условия, за да бъдат активни, като в присъствието на кислород се превръщат в неактивни спори, които не произвеждат токсин. Неактивните спори на C. tetani се намират често в почвата. Заболяване от тетанус може да се развие в резултат от замърсени с C. tetani рани, но не и при перорално приемане на тетанусови спори.

При инфектиране на раната с бактерия Clostridium tetani или активиране на спорите му,  се отделя тетанотоксин, който прониква в околните тъкани и може да попадне в кръвообращението. При достигане на нервните окончания, токсинът се свързва с невроните и се транспортира по аксоните им до централната нервна система, където намалява отделянето на невротрансмитера гама-аминобутанова киселина (GABA; инхибитор на моторните неврони) [1]. Това инхибиране води до проявените в различна степен клинични симптоми на тетанус: мускулни спазми и силни конвулсии, често водещи до фрактури и смърт в резултат на проблеми с дишането.

Тетанус в България се среща изключително рядко въпреки ниския ваксинален процент във възрастта над 25 години. Според официалните данни за последните 16 години заболелите са между 0 и 4 случая годишно, като някои от тях са вероятни, но не и лабораторно потвърдени.

Лечебните ефекти на анти-серумната терапия, както и превантивната ваксинация против тетанус, се основават на анти-токсоидните антитела, означавани като антитоксин. Счита се, че молекулите антитоксин се свързват с молекулите на тетаничния токсин и го инактивират. За да проявят своя превантивен ефект, молекулите антитоксин трябва да бъдат в близък физичен контакт с молекулите на токсина и да взаимодействат с него по такъв начин, че да предотвратят свързването на токсина с нервните окончания.
Първите изследвания на свойствата на новооткрития преди около век антитоксин са направени при малки животни, като морски свинчета. При тези опити тетанотоксинът е пре-инкубиран в епруветка със серум, съдържащ антитоксин, преди да бъде инжектиран в друго (без антитоксин в серума) животно. При такава пре-инкубация токсинът губи свойството си да предизвиква симптоми на тетанус, т.е. токсинът е бил неутрализиран.

Учените още в началото на 20-ти век са наблюдавали от своите експерименти странни на пръв поглед резултати. Експериментални животни, чиито серум е съдържал достатъчно антитоксин (антитела срещу тетанотоксина) за неутрализиране на дадено количество тетанотоксин в епруветка, развиват симптоми на тетанус ако бъдат инжектирани със същото количество тетаничен токсин. Освен това, начинът на инжектиране на токсина влияе на възможностите на серумните антитела да защитят експерименталното животно от развитие на тетанус. Присъствието на антитоксин (антитела) в серума на животните осигурява известна защита срещу ефекта на тетанотоксина само при директното му инжектиране в кръвта (интравенозно). В случаите, когато същото количество тетаничен токсин се инжектира в кожата, резултатът е смърт на животното, въпреки високото ниво на антитоксин (антитела) в серума [2]. Освен това, тези изследвания демонстрират развитие на имунитет при морски свинчета, чиято храна съдържа спори на клостридиум. Животните, които са били изложени на перорален прием на спори не развиват симптоми на тетанус при инжектиране на спори, докато контролните животни се разболяват. Наблюдаваният имунитет е щам-специфичен, но когато животните са хранени със спори на различни щамове е установено, че развиват имунитет към всички тях. Изненадващо, тези автори са установили, че защитата от тетанус в резултат на храненето на животните със спори, не корелира с нивата на антитоксин в серума на животните. Установено е, че защитата от тетанус корелира с присъствието на друг тип антитяло, аглутинин (наречено така, поради способността си да се свързва със спори на клостридиума), което се е оказало щам-специфично. Механизмите, чрез които тези щам-специфични аглутинини са свързвани със защитата от тетанус при тези животни, са останали неизучени.

Трябвало е да изминат 80 години, за да може съвременната наука да даде обяснение на част от тези резултати. Известно е, тетаничният токсин е невротоксин, синтезиран от бактерия C. tetani, който при попадане в кожата или мускула се свързва бързо и необратимо с нервните окончания чрез своя С-терминален край на молекулата и се придвижва по аксоните на невроните, достигайки централната нервна система. Там, този токсин намалява отделянето на γ-аминобутанова киселина (GABA; невротрансмитер, който инхибира моторните неврони) и води до поява на спазми [3]. Установените в началото на века ефекти се обясняват с това, че серумните антитела могат да неутрализират ефективно токсина само при интравенозното му инжектиране, докато вътрекожно и интрамускулно инжектираният токсин се свързва бързо и необратимо с нервните окончания преди да бъде неутрализиран от антителата.

Научни доказателства за това са получени при флуоресцентното маркиране и проследяване на инжектирания тетанотоксин при попадането му в невроните. Чрез използване на тази техника, учените са изследвали ефекта на серумните антитела, получени при ваксиниране на мишки с тетаничен токсоид (същата ваксина, която се използва при хора), върху попадането на тетанотоксиновия С-фрагмент (TTC; това е тази част от молекулата на токсина, отговорна за свързването и транспортирането му в невроните) в мозъка след интрамускулна инжекция. Резултатът: ваксинираните и неваксинираните животни показват еднакво проникване на ТТС в мозъка. Авторите стигат до заключението, че „проникването на TTC чрез нервните окончания от интрамускулно депо е бърз процес и не се предотвратява от предварителна ваксинация”, въпреки наличието на анти-ТТС антитела (които могат да се свързват с ТТС фрагмента) в серума на ваксинираните животни [4]. В допълнение, съществуват научни експериментални доказателства, че свързването на молекулите на самия тетанотоксин (а не само на ТТС фрагмента) с нервните окончания не се предотвратява от анти-токсоидни антитела в серума на експериментални животни [5].

Като илюстрация на факта, че високите титри на анти-токсоидни антитела в серума не гарантират превенция на тетанус, могат да бъдат приведени редица примери, сред които особено внимание заслужава един любопитен случай на хиперимунизиран срещу тетанус в качеството му на доброволец като донор за получаване на антитоксичен серум [6]. При постъпването му в болница за лечение на тетанус е установено, че антитоксиновият титър в серума му е 2500 пъти по-висок от считаното за защитно ниво. Този случай ясно демонстрира, че дори при такова високо ниво на антитоксиновия титър, наличните в серума антитела не са неутрализирали токсина и не са предотвратили достигането му до нервните окончания и съответно клиничните симптоми на тетанус.

Въпреки всички тези факти, някои „праволинейни“ експерти продължават да ни убеждават, че ваксината „предотвратявала тетанус“. Как да приемем такова твърдение за вярно, след като научните факти не го подкрепят?

Прочетете още за тетанус тук »


Автор: Георги Г.
Цитирана литература:

[1] Hassel B. Tetanus: Pathophysiology, Treatment, and the Possibility of Using Botulinum Toxin against Tetanus-Induced Rigidity and Spasms. Toxins (Basel). 2013 Jan; 5(1): 73–83.
[2] Tenbroeck, C. & Bauer, J.H. The immunity produced by the growth of tetanus bacilli in the digestive tract. J Exp Med 43, 361-377 (1926).
[3] Lalli G, Gschmeissner S, Schiavo G. Myosin Va and microtubule-based motors are required for fast axonal retrograde transport of tetanus toxin in motor neurons. Journal of Cell Science 2003 116: 4639-4650; doi: 10.1242/jcs.00727.
[4] Fishman PS, Matthews CC, Parks DA, Box M, Fairweather NF. Immunization does not interfere with uptake and transport by motor neurons of the binding fragment of tetanus toxin. J Neurosci Res. 2006 Jun;83(8):1540-3.
[5] Fezza JP, Howard J, Wiley R, Wesley RE, Klippenstein K, Dettbarn W. 2000. The effects of tetanus toxin on the orbicularis oculi muscle. Ophthalmol Plast Reconstr Surg 10:1–13.
[6] Crone, N.E. & Reder, A.T . Severe tetanus in immunized patients with high anti-tetanus titers. Neurology 42, 761-764 (1992).

Свързани публикации