Biologie bovenbouw · Grades 10–12

34Verworven afweer en vaccinatie

In 1796 kraste een plattelandsarts materie uit de koepokblaar van een melkmeisje in de arm van een jongen, wachtte zes weken en entte hem daarna met pokken. De jongen werd niet ziek. Niets in de wereld van de arts verklaarde waarom; het lichaam was, zo leek het, iets geleerd. Twee eeuwen later zijn de pokken uitgestorven en is dat leren begrepen tot op de moleculen: een verzameling cellen die samen een ontvanger dragen voor vrijwel elke molecule die ooit zou kunnen bestaan, die zich vermenigvuldigen zodra hun molecule opduikt, en die onthouden. Dit hoofdstuk beschrijft dat stelsel, zijn twee armen, zijn geheugen, de vaccins die erop zijn gebouwd — en het virus dat het vernietigt.

34.1 Antigenen en lymfocyten

Definitie 34.1 (Antigeen, lymfocyt)

Een antigeen is elke molecule die de verworven afweer kan herkennen: gewoonlijk een eiwit of een suiker van een microbe, een gif, het oppervlak van een vreemde cel — of, bij vergissing, een eigen molecule van het lichaam. De herkennende cellen zijn de lymfocyten, witte bloedcellen die in het beenmerg worden gemaakt en zich verzamelen in de lymfeknopen, de milt en het lymfeweefsel van de darm. Elke lymfocyt draagt duizenden kopieën van één ontvanger, en elke ontvanger bindt maar één antigeen. De B-lymfocyten rijpen in het merg en zullen antistoffen maken; de T-lymfocyten rijpen in de thymus en werken door contact en door signalen.

Propositie 34.2 (Een op voorhand gemaakt repertoire)

De ontvanger van elke lymfocyt wordt, terwijl de cel rijpt, in elkaar gezet door een willekeurige herschikking van stukken gen, in elke cel anders. Het lichaam bezit zo zo’n $10^{8}$ verschillende ontvangers voordat het ook maar één antigeen is tegengekomen — genoeg opdat vrijwel elke molecule enkele cellen vindt die haar binden. Lymfocyten waarvan de ontvanger eigen moleculen van het lichaam bindt, worden tijdens het rijpen weggenomen; de rest wacht, enkele cellen per mogelijk antigeen, tot hun antigeen komt.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

Een lymfocyt, in een ingekleurde elektronenopname: een klein rond celletje met een ruw oppervlak, een van honderd miljoen typen, die elk ontvangers voor één enkel antigeen dragen.

34.2 Klonale selectie

Propositie 34.3 (Selectie en uitbreiding)

Wanneer er een antigeen binnenkomt, reageren alleen de lymfocyten waarvan de ontvanger erop past: zij worden geselecteerd, en zij vermenigvuldigen zich over enkele dagen door mitose tot een kloon van duizenden gelijke cellen — de klonale selectie. De kloon splitst zich daarna: de meeste cellen worden uitvoerende cellen die het antigeen een week of twee bevechten en dan sterven; een minderheid wordt langlevende geheugencellen, die jarenlang blijven bestaan en, als het antigeen terugkomt, sneller en in veel grotere getale reageren. De reactie is gericht omdat alleen de passende klonen uitbreiden; zij is de eerste keer traag omdat zij bij een handvol cellen begint; zij is de tweede keer snel omdat de geheugencellen al talrijk zijn.

Bewijsmateriaal. Antistoffen tegen een bepaald antigeen duiken ongeveer een week na een eerste inspuiting in het bloed op, stijgen twee weken lang en zakken dan weer; een tweede inspuiting maanden later levert binnen twee of drie dagen antistoffen op tien tot honderd keer de eerste piek, en die blijven jarenlang. Tegelijk met de tweede dosis een tweede, niet-verwant antigeen inspuiten geeft voor dat antigeen een trage reactie van het eerste type: het geheugen is gericht. Lymfocyten uit een geïmmuniseerd dier die naar een onervaren dier worden overgezet, dragen het geheugen over; die uit een niet-geïmmuniseerd dier niet. ∎

Klonale selectie. Van de vele klonen lymfocyten die in reserve worden gehouden, kiest het antigeen die waarvan de ontvanger past; zij vermenigvuldigt zich over enkele dagen tot uitvoerende cellen die vechten en geheugencellen die blijven. Een tweede ontmoeting treft de geheugenkloon al groot aan.

Antistoffen na twee dosissen van hetzelfde antigeen. De primaire reactie begint na een week en blijft bescheiden; de secundaire, uit geheugencellen, begint binnen enkele dagen en bereikt tien keer die hoogte — het beginsel van de herhaalprik.

34.3 Twee armen: antistoffen en dodende cellen

Propositie 34.4 (B-lymfocyten en antistoffen)

Een geselecteerde B-kloon splitst zich tot plasmacellen, fabrieken die duizenden antistoffen per seconde afscheiden: oplosbare kopieën van de ontvanger van de kloon, Y-vormige eiwitten waarvan de twee armen elk het antigeen binden. Antistoffen doden niet; zij merken. Aan een virus of een gif gebonden houden zij het tegen om cellen binnen te gaan of te werken; aan een bacterie gebonden bekleden zij haar, en die laag is waar de fagocyten van Hoofdstuk 33 het best vat op hebben. Antigenen die door vele antistoffen aan elkaar worden geknoopt, klonteren tot immuuncomplexen, die door fagocytose worden opgeruimd. Dit is de arm tegen indringers in het bloed en de lichaamsvochten.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

Een antistof en wat zij doet. De twee armen binden het antigeen; de stam wordt door fagocyten herkend. Vele antistoffen die vele antigenen binden, vormen een complex dat een fagocyt in zijn geheel opslokt.

Propositie 34.5 (T-lymfocyten)

T-lymfocyten herkennen een antigeen alleen als brokstukken die op het oppervlak van een andere cel worden getoond (Hoofdstuk 33). Er zijn twee typen:

Helper-T-cellen worden geactiveerd door de dendritische cellen die het antigeen naar de lymfeknoop brengen; eenmaal geselecteerd en vermenigvuldigd scheiden zij cytokinen af die de reactie van de B-cellen en van de andere T-cellen toestaan en versterken. Zij zijn de coördinatoren; zonder hen komt er vrijwel geen verworven reactie op gang.
Cytotoxische T-cellen herkennen brokstukken van een virus (of van een gezwelseiwit) die door een besmette cel worden getoond, en doden die cel door contact, voordat het virus erin zich kan vermenigvuldigen. Dit is de arm tegen indringers die zich binnen in cellen verbergen, waar antistoffen niet bij kunnen.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

De organisatie van de verworven reactie. Het verslag van de dendritische cel activeert de helper-T-cellen, waarvan de cytokinen de B-cellen toestaan antistoffen te maken en de cytotoxische T-cellen om te doden; elke arm laat geheugencellen achter.

Voorbeeld 34.6 (Een virus, twee keer ontmoet)

Een eerste griep: het virus vermenigvuldigt zich drie dagen lang voordat de verworven reactie klaar is; tegen dag 7 doden cytotoxische T-cellen besmette cellen in de luchtwegen en maken antistoffen vrij virus onschadelijk; tegen dag 10 knapt de persoon op, met geheugencellen van beide typen. Dezelfde stam een jaar later: antistoffen die al in het bloed zitten houden het meeste virus bij de ingang tegen, geheugencellen breiden binnen twee dagen uit, en de infectie is voorbij voordat zij wordt opgemerkt. Een andere stam waarvan de oppervlakte-eiwitten zijn gemuteerd ontsnapt aan de antistoffen — en daarom wordt het vaccin elk jaar opnieuw gemaakt.

34.4 Vaccinatie

Definitie 34.7 (Vaccin)

Een vaccin is een bereiding die een primaire verworven reactie uitlokt, en daarmee geheugen, tegen een ziekteverwekker zonder zijn ziekte te veroorzaken: de ziekteverwekker verzwakt (mazelen, tuberculose), gedood (polio bij inspuiting), teruggebracht tot één van zijn eiwitten of tot een onwerkzaam gemaakt gif (tetanus, hepatitis B), of, het recentst, tot de instructies waarmee de cel dat eiwit maakt. Een adjuvans dat aan de bereiding wordt toegevoegd, lokt de kleine ontsteking uit zonder welke de dendritische cellen het antigeen niet naar de lymfeknoop zouden dragen. Herhaalprikken maken van de primaire reactie een secundaire en verlengen het geheugen tientallen jaren.

Een vaccinatie: een antigeen dat in de arm wordt gebracht, met een adjuvans om er een plaatselijke ontsteking op te wekken. Binnen enkele weken bevatten de lymfeknopen geheugencellen tegen een ziekte die de persoon nooit heeft gehad.

Edward Jenner, die in 1796 aantoonde dat inenten met koepokken tegen de pokken beschermde — vaccinatie, voordat er ook maar iets van haar mechanisme bekend was. Olieverfschilderij, Wellcome Collection, CC BY 4.0.

Propositie 34.8 (De groep beschermen)

Wie is ingeënt is beschermd; een ingeënte bevolking beschermt ook haar niet-ingeënte leden. Een besmet mens geeft een ziekte gemiddeld door aan $R_0$ anderen in een bevolking zonder enige afweer (ongeveer 15 voor mazelen, 2 tot 3 voor griep); als een deel $v$ afweer heeft, kunnen er maar $R_0(1 - v)$ van die contacten worden besmet, en de ziekte loopt terug wanneer dat getal onder 1 zakt — dat wil zeggen, wanneer

v > 1 - \frac{1}{R_0}.

Voor mazelen moet 93% van de bevolking afweer hebben om ook de zuigelingen te beschermen die te jong voor het vaccin zijn en de mensen die het niet kunnen krijgen; voor griep ongeveer 60%. Deze groepsimmuniteit is de reden dat vaccineren een gezamenlijke daad is.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

Het deel van een bevolking dat afweer moet hebben om een ziekte te stoppen, tegen de R_0 van de ziekte uitgezet. Hoe besmettelijker de ziekte, hoe dichter de dekking bij iedereen moet liggen. — Het deel van een bevolking dat afweer moet hebben om een ziekte te stoppen, tegen de $R_0$ van de ziekte uitgezet. Hoe besmettelijker de ziekte, hoe dichter de dekking bij iedereen moet liggen.

34.5 Wanneer de coördinator wordt vernietigd

Propositie 34.9 (Hiv en aids)

Het menselijk immunodeficiëntievirus, hiv, besmet de helper-T-cellen, waarbij het juist door de ontvanger binnenkomt die hen kenmerkt, en vermenigvuldigt zich daarin. Jarenlang doodt het afweersysteem besmette cellen en maakt het antistoffen — de persoon is seropositief, en besmettelijk — terwijl het virus, dat voortdurend muteert, aan elke reactie ontsnapt en de helpercellen langzaam uitput. Wanneer hun aantal onder ongeveer een vijfde van het normale zakt, kan de verworven reactie niet meer worden gecoördineerd: aids, waarbij infecties die een gezond lichaam ongemerkt opruimt — een schimmel in de mond, een milde parasiet van de longen — dodelijk worden, en er zeldzame kankers opduiken. Antivirale middelen blokkeren de enzymen van het virus, herstellen de helpercellen en houden, levenslang genomen, de ziekte af en stoppen de besmetting; er is nog geen vaccin, en geen genezing.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

Het verloop van een onbehandelde hiv-besmetting (afgerond gemiddelde). Na een eerste uitbarsting wordt het virus jarenlang door de afweerreactie laag gehouden terwijl de helper-T-cellen teruglopen; onder ongeveer 200 per microliter stort de reactie in, schiet het virus omhoog, en beginnen de opportunistische infecties.

Hiv-deeltjes (groen) die uit het oppervlak van een besmette lymfocyt knoppen, in een ingekleurde elektronenopname. Elk deeltje draagt kopieën van het genoom van het virus, en daaronder de mutanten die de volgende reactie niet zal herkennen. Opname van C. Goldsmith, CDC, publiek domein.

Methode 34.10 (Een afweerreactie lezen)

Bepaal het antigeen en waar het zit: vrij in de lichaamsvochten (antistoffen werken) of binnen in cellen (cytotoxische T-cellen werken).
Lees het tijdsverloop: een week tot de piek betekent een primaire reactie, enkele dagen betekenen geheugen.
Lees de gerichtheid: een reactie op het ene antigeen laat de reactie op het andere onaangeroerd.
Zoek de helper-T-cellen: zonder hen gebeurt er niets, en dat is wat aids laat zien.
Noem bij een vaccin de vorm van het antigeen, het adjuvans, het aantal dosissen, en het deel van de bevolking dat nodig is.

Opmerking 34.11 (Nogmaals selectie)

De verworven afweer is darwinistisch: een populatie cellen met willekeurige ontvangers, waaruit de omgeving — het antigeen — er enkele kiest om zich te vermenigvuldigen, en waarvan de nakomelingen de winnende ontvanger erven. Zij laat het proces van Hoofdstuk 25 in één week binnen één lichaam draaien, en bewaart via het geheugen de uitkomst een leven lang. Zij is ook de reden dat het afweersysteem iets kan worden geleerd, wat een vaccin doet, en waarom een virus dat sneller muteert dan het stelsel kan selecteren — hiv, griep — zo moeilijk te verslaan is.

34.6 Oefeningen

Oefening 34.1 ★

Definieer antigeen en lymfocyt, en zeg wat elke lymfocyt gericht maakt.

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.1.

Een antigeen is elke molecule die de verworven afweer kan herkennen; een lymfocyt is een witte bloedcel die ontvangers voor één antigeen draagt. Haar gerichtheid komt van haar ontvanger, die tijdens het rijpen willekeurig in elkaar is gezet en op al haar kopieën gelijk is.

Oefening 34.2 ★

Beschrijf de klonale selectie in vier stappen.

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.2.

Het antigeen bindt de weinige lymfocyten waarvan de ontvanger past; die cellen vermenigvuldigen zich over enkele dagen tot een kloon; de kloon splitst zich in uitvoerende cellen die vechten; een minderheid wordt geheugencellen die blijven bestaan.

Oefening 34.3 ★

Wat is een antistof, wat bindt zij, en wat doet zij met een bacterie?

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.3.

Een Y-vormig eiwit dat door plasmacellen wordt afgescheiden, een oplosbare kopie van de ontvanger van de B-cel; elke arm bindt het antigeen. Op een bacterie vormt zij een laag waar fagocyten vat op hebben, en zij knoopt bacteriën aaneen tot complexen die worden opgeslokt.

Oefening 34.4 ★

Geef de rollen van de helper- en de cytotoxische T-cellen.

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.4.

Helper-T-cellen, geactiveerd door dendritische cellen, scheiden de cytokinen af die de B-cellen en de andere T-cellen toestaan en versterken. Cytotoxische T-cellen doden cellen die brokstukken van een virus of van een gezwelseiwit tonen.

Oefening 34.5 ★

Wat zit er in een vaccin, en waarom werkt het?

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.5.

Een onschadelijke vorm van het antigeen van de ziekteverwekker (verzwakt, gedood, een eiwit, een onwerkzaam gemaakt gif, of de instructies ervoor) met een adjuvans. Het lokt een primaire reactie uit en laat geheugencellen achter, zodat de echte ziekteverwekker een secundaire reactie ontmoet.

Oefening 34.6 ★★

Vergelijk in de figuur van de antistoffen de vertraging, de piek en de duur van de primaire en de secundaire reactie.

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.6.

Primair: een week vertraging, een lage piek (ongeveer een tiende van die van de secundaire) na twee tot drie weken, een daling binnen een maand. Secundair: twee of drie dagen vertraging, een tien keer hogere piek binnen tien dagen, die maanden aanhoudt.

Oefening 34.7 ★★

Een tweede inspuiting van antigeen A samen met een eerste inspuiting van antigeen B geeft een sterke snelle reactie op A en een trage zwakke op B. Wat laat dat zien?

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.7.

Het geheugen is gericht: de geheugencellen die de eerste dosis A achterliet reageren alleen op A; B, dat voor het eerst wordt ontmoet, krijgt een primaire reactie.

Oefening 34.8 ★★

Waarom kunnen antistoffen een virus niet opruimen zodra het in een cel zit, en welke cellen kunnen dat wel?

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.8.

Antistoffen zijn eiwitten in de lichaamsvochten en kunnen geen cellen binnengaan. Een besmette cel toont brokstukken van het virus op haar oppervlak, en cytotoxische T-cellen herkennen die en doden de cel.

Oefening 34.9 ★★

Bereken de benodigde vaccinatiedekking voor een ziekte met $R_0 = 4$ , en met $R_0 = 18$ .

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.9.

$1 - 1/4 = 75\%$ ; $1 - 1/18 \approx 94\%$ .

Oefening 34.10 ★★

Waarom beschermt een vaccinatiecampagne tegen mazelen ook zuigelingen die te jong zijn om te worden ingeënt?

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.10.

Boven de drempel besmet elk geval minder dan één ander, dus kan het virus niet rondgaan en bereikt het zelden een zuigeling; de volwassenen met afweer zijn de muur om hen heen.

Oefening 34.11 ★★

Lees in de hiv-figuur het aantal helper-T-cellen op 1, 5 en 9 jaar af, en zeg wanneer aids begint.

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.11.

Ongeveer 750, 520 en 180 per microliter; aids begint rond jaar 9, wanneer het aantal onder de 200 zakt.

Oefening 34.12 ★★★

Leg uit waarom alleen al de vernietiging van de helper-T-cellen zowel de arm van de antistoffen als die van de dodende cellen uitschakelt, met de figuur van de organisatie.

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.12.

De cytokinen van de helper-T-cellen zijn wat de B-cellen toestaat plasmacellen te worden en de cytotoxische T-cellen om zich te vermenigvuldigen; beide armen hangen van dezelfde coördinator af, dus legt hem weghalen ze allebei stil.

Oefening 34.13 ★★★

Een seropositief mens draagt antistoffen tegen hiv en is toch niet beschermd. Leg uit waarom, met het mutatietempo van het virus en zijn doelwit.

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.13.

De antistoffen waren geselecteerd tegen het virus zoals het was; het virus muteert zijn oppervlakte-eiwitten sneller dan er nieuwe klonen kunnen worden geselecteerd, dus wordt elke reactie voorbijgestreefd. En het virus verbergt en vermenigvuldigt zich juist in de helpercellen die de reactie zouden coördineren.

Oefening 34.14 ★★★

Het griepvaccin wordt elk jaar opnieuw gemaakt; het mazelenvaccin van 1970 werkt nog altijd. Verklaar het verschil met de mutatie van de oppervlakte-eiwitten van de virussen en de gerichtheid van het geheugen.

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.14.

Geheugencellen herkennen de oppervlakte-eiwitten die het vaccin heeft getoond. Die van de griep muteren elk jaar tot vormen die het oude geheugen niet bindt; de oppervlakte-eiwitten van de mazelen veranderen nauwelijks, zodat het geheugen van 1970 nog altijd op het virus van vandaag past.

Oefening 34.15 ★★★

Vergelijk de verworven afweerreactie met de natuurlijke selectie in een populatie: wat varieert, wat selecteert, wat wordt geërfd, en wat de tijdschaal is. Waar houdt de vergelijking op?

Oplossing

Oplossing van Oefening 34.15.

Wat varieert: de ontvangers van de lymfocyten, willekeurig gemaakt. Wat selecteert: het antigeen, dat alleen passende klonen laat vermenigvuldigen. Wat wordt geërfd: de ontvanger, door de nakomelingen van de kloon, met de geheugencellen erbij. Tijdschaal: dagen voor een reactie, een leven lang voor het geheugen, tegenover generaties voor een populatie. De vergelijking houdt op bij de overdracht: de geselecteerde klonen sterven met het lichaam en gaan niet naar de volgende generatie.

34.7 Probleem: Drieënnegentig procent

Probleem 34.1

Weekendprobleem — een vaccinatiecampagne uitgerekend: de reacties op twee dosissen, de rekenkunde van de groepsimmuniteit, een uitbraak van mazelen nagebootst, en het virus dat het stelsel ongedaan maakt

Mazelen hebben $R_0 = 15$ . Een stad van 50 000 mensen heeft 90% van haar bevolking beschermd door vaccinatie of door een doorgemaakte infectie; 1500 zijn zuigelingen onder één jaar, te jong voor het vaccin.

Deel I — De reactie van één mens. Een kind krijgt de eerste dosis op 12 maanden en de tweede op 18.

Beschrijf de kromme van de antistoffen na de eerste dosis: vertraging, piek, daling.
Beschrijf haar na de tweede dosis en verklaar het verschil met de klonale selectie.
Het vaccinvirus is verzwakt maar levend. Waarom wordt er een levend virus gebruikt, en welke arm van de reactie oefent het die een gedood virus niet zou oefenen?
Tien jaar later komt het kind mazelen tegen. Wat gebeurt er de eerste drie dagen, en waarom wordt zij niet ziek?
Haar niet-ingeënte neef komt hetzelfde virus tegen. Beschrijf zijn eerste tien dagen, en wat hij daarna behoudt.

Deel II — De drempel.

Bereken het deel van de bevolking dat afweer moet hebben opdat de mazelen zich niet meer verspreiden.
Hoeveel mensen kan één besmet mens bij 90% afweer gemiddeld besmetten? Is de stad beschermd?
Hoeveel mensen in de stad hebben geen afweer, en hoeveel daarvan zijn de zuigelingen?
Als de dekking tot 95% steeg, hoeveel vatbare mensen zouden er dan overblijven, en wat zou één geval gemiddeld voortbrengen?
Leg in één zin uit waarom de veiligheid van de zuigelingen van de beslissingen van de volwassenen afhangt.

Deel III — Een uitbraak. Een reiziger brengt de mazelen de stad met 90% afweer binnen.

Neem aan dat elk geval $15 \times 0.10 = 1.5$ anderen besmet, in opeenvolgende generaties van 12 dagen. Hoeveel gevallen in de derde generatie? En in de zesde?
Hoeveel gevallen zijn er na zes generaties in totaal?
Van de 5000 vatbare mensen is 30% zuigeling. Schat het aantal zuigelingen onder de gevallen na zes generaties, als de gevallen gelijkmatig over de vatbaren vallen.
Elke generatie gevallen laat overlevenden met afweer achter: leg uit waarom de uitbraak vanzelf vertraagt, en ruwweg wanneer.
Herhaal vraag 11 voor een stad met 95% afweer. Vergelijk de twee steden.

Deel IV — Het stelsel ongedaan gemaakt. Een patiënt die met hiv is besmet en niet wordt behandeld, verliest in 8 jaar helper-T-cellen van 1000 tot 200 per microliter.

Bereken het gemiddelde verlies per jaar, en per maand.
Bij 200 per microliter begint aids. Leg met de figuur van de organisatie uit waarom zowel de antistoffen als de dodende cellen eronder lijden hoewel alleen de helpercellen besmet zijn.
De geheugencellen van de patiënt voor mazelen zijn heel gebleven. Zou blootstelling aan mazelen nu gevaarlijk zijn? Verklaar dat.
Een antivirale behandeling die in jaar 8 begint, brengt het aantal binnen twee jaar terug op 600. Wat laat dat zien over de geheugencellen en het repertoire, en waarom moet de behandeling doorgaan?
Geef het resultaat: de dekking die de zuigelingen van de stad beschermt, het aantal gevallen dat één reiziger bij 90% in zes generaties zaait, en de ene cel waarvan het verlies het hele verworven stelsel onderuithaalt.

Oplossing

Oplossing van Probleem 34.1.

1. Ongeveer een week niets, een bescheiden piek na twee tot drie weken, een daling in de weken daarna.

2. Antistoffen binnen twee of drie dagen, een tien keer hogere piek, die maanden aanhoudt: de geheugencellen die de eerste dosis achterliet vormen al een grote kloon, dus begint het vermenigvuldigen bij duizenden cellen in plaats van bij een handvol.

3. Een levend virus vermenigvuldigt zich kort binnen in cellen, zodat besmette cellen zijn brokstukken tonen en er naast antistoffen ook cytotoxische T-cellen worden geselecteerd; een gedood virus oefent vooral de arm van de antistoffen.

4. Antistoffen die er al zijn houden veel van het virus tegen; geheugencellen B en T vermenigvuldigen zich binnen twee dagen; besmette cellen worden gedood voordat het virus zich verspreidt. De infectie wordt gestopt voordat er klachten zijn.

5. Drie dagen stille vermeerdering, dan koorts, uitslag en ziekte terwijl de primaire reactie zich over een week opbouwt; herstel rond dag tien, met geheugencellen en levenslange afweer — als hij de verwikkelingen overleeft.

6. $1 - 1/15 \approx 93\%$ .

7. $15 \times 0.10 = 1.5$ : elk geval besmet meer dan één ander, dus kan de ziekte zich verspreiden. Niet beschermd.

8. $10\% \times 50\,000 = 5000$ zonder afweer, waarvan er 1500 zuigeling zijn.

9. 2500 vatbaar; $15 \times 0.05 = 0.75$ : minder dan één, de ziekte sterft uit.

10. Zuigelingen kunnen niet worden ingeënt, dus hun enige bescherming is dat de volwassenen om hen heen, doordat zij afweer hebben, het virus geen weg naar hen laten.

11. Generatie 3: $1.5^3 \approx 3.4$ gevallen; generatie 6: $1.5^6 \approx 11$ .

12. $1 + 1.5 + 2.25 + 3.4 + 5.1 + 7.6 + 11.4 \approx 32$ gevallen.

13. Ongeveer 30% van 32: zo’n 10 zuigelingen.

14. Elk geval haalt een vatbaar mens weg en voegt er een met afweer bij, dus daalt het vatbare deel en daarmee het aantal dat elk geval besmet; met 5000 vatbaren zou de uitbraak pas na honderden gevallen vertragen, over maanden — tenzij er wordt ingeënt.

15. Bij 95%: $0.75^3 \approx 0.4$ en $0.75^6 \approx 0.18$ gevallen; in totaal ongeveer $1 + 0.75 + 0.56 + \dots \approx 4$ gevallen. Tien keer minder gevallen, en de uitbraak dooft zichzelf uit.

16. 800 in 8 jaar: 100 per microliter per jaar, ongeveer 8 per maand.

17. B-cellen hebben de cytokinen van de helpercellen nodig om plasmacellen te worden, en cytotoxische T-cellen hebben hen nodig om zich te vermenigvuldigen: met te weinig helpers wordt geen van beide armen toegestaan, ook al bestaan hun cellen.

18. Ja: geheugencellen hebben nog altijd cytokinen van helpers nodig om tot een secundaire reactie uit te groeien; zonder coördinatie kan het geheugen niet worden gebruikt, en mazelen, onschuldig voor een gezonde volwassene, kunnen dodelijk zijn.

19. De helperpopulatie groeit weer aan uit overlevende cellen en uit het merg, en de geheugencellen van de andere armen zijn nooit vernietigd — het repertoire is heel zodra de coördinatie terug is. Het virus blijft in verborgen cellen zitten, dus laat de middelen stoppen het weer opleven.

20. 93% dekking; ongeveer 32 gevallen uit één reiziger bij 90%; de helper-T-cel.

Begrippen gedefinieerd in dit hoofdstuk

Bekijk alle 479 begrippen in de begrippenlijst