Антигены – это генетически чужеродные вещества, при введении которых в организме развиваются специфические иммунологические реакции.
В бактериальной клетке выделяют соматические О-Аг, жгутиковые H-Аг, капсульные К-Аг. У сальмонелл выделен термолабильный Vi-Аг.
Соматические Аг (О-Аг) располагаются в клеточной стенке бактерий. По химической природе они являются липополисахаридами и термостабильны.
Жгутиковые Аг (Н-Аг) — термолабильные образованы белком флагеллином.
Капсульные АГ (К-Аг) большинства бактерий имеют полисахаридную природу.
По иммуногенности микробных Аг выделяют особую группу протективных (от лат.рrotection − защита) антигенов, способных вызывать в организме образование эффективного противоинфекционного иммунитета. Например антигены возбудителей чумы, сибирской язвы, коклюша, бруцеллеза. Некоторые возбудители не содержат активных протективных антигенов, из таких микроорганизмов существующими методами не удается создать эффективную профилактическую вакцину (например — из возбудителя гонореи).
В составе бактерий так же различают Аг:
• групповые — общие для нескольких видов бактерий;
• видовые — характерные только для определенного вида;
• вариантные — по которым группы штаммов различаются внутри вида;
• штаммоспецифические — специфичные только для отдельных штаммов.
Сероидентификация- это метод определения неизвестных антигенов, находящихся в чистой культуре микробов, с помощью известных антител . находящихся в диагностической сыворотке (ставится реакция агглютинации на стекле).
Серодиагностика- это метод определения неизвестных антител, находящихся в исследуемой сыворотке, с помощью известных антигенов, находящихся в диагностикумах.
Основываясь на отдельных характерных свойствах, все многообразие антигенов может быть подразделено на несколько классифика¬ционных групп:
• по происхождению,
• по природе,
• по молекулярной структуре,
• по степени иммуногенности,
• по степени чужеродности,
• по направленности активации и обеспе¬ченности иммунного реагирования.
По происхождению различают
1. - экзоген¬ные (возникшие вне организма)
2. - эндоген¬ные (возникшие внутри организма) антигены.
а) ауто-
б) неоантигены.
Аутогенные антигены (аутоантигены), или антигены собственного организма, — это структурно неизмененные молекулы, синтези¬руемые в организме в физиологических усло-виях. В норме аутоантигены не вызывают ре¬акцию иммунной системы вследствие сформи-ровавшейся иммунологической толерантности (невосприимчивости) либо их недоступности для контакта с факторами иммунитета — это так называемые забарьерные антигены. При срыве толерантности или нарушении целост¬ности биологических барьеров (наиболее час¬тая причина — травма) компоненты иммунной системы начинают специфически реагировать на аутоантигены выработкой специфических факторов иммунитета (аутоантитела, клон аутореактивных лимфоцитов).
От аутоантигенов следует отличать неоан¬тигены, которые возникают в организме в результате мутаций. После модификации мо¬лекулы приобретают черты чужеродности.
По природе:
1. биополимеры белковой(протеиды)
2. небелковойприроды (полиса¬хариды, липиды, липополисахариды, нуклеи¬новые кислоты и пр.).
По молекулярной структуре:
1. глобуляр¬ные (молекула имеет шаровидную форму)
2. фибриллярные (форма нити).
По степени иммуногенности:
1. полно¬ценные
2. неполноценные.
Полноценные ан¬тигены обладают выраженной антигенностью и иммуногенностью — иммунная система чувствительного организма реагирует на их введение выработкой факторов иммунитета. Такие вещества, как правило, имеют доста¬точно большую молекулярную массу (более 10 кДа), большой размер молекулы (частицы) в виде глобулы и хорошо взаимодействуют с факторами иммунитета.
Неполноценные антигены, или гаптены (термин предложен К. Ландштейнером), напротив, не способны при введении в нормальных условиях индуцировать в организме иммунный ответ, так как обладают крайне низкой иммуногенностью. Однако свойство антигенности они не утратили, что позволяет им специфически взаимодейс¬твовать с уже готовыми факторами иммунитета (антителами, лимфоцитами).
При определенных условиях удается за¬ставить иммунную систему макроорганизма специфически реагировать на гаптен как на полноценный антиген и вырабатывать фак¬торы иммунитета. Для этого необходимо ис¬кусственно укрупнить молекулу гаптена — соединить ее прочной связью с достаточно большой белковой молекулой. Молекула бел¬ка-носителя получила название шлеппер (от нем. schlepper — буксир). Синтезированный таким образом конъюгат будет обладать всеми свойствами полноценного антигена и вызы¬вать при введении в организм выработку ан¬тител или клона лимфоцитов, специфичных к гаптенной части комплекса. При этом спе¬цифичность в составе молекулы конъюгата определяется гаптенной частью, а иммуногенность — белком-носителем.
Используя для иммунизации конъюгаты, получают антитела к гормонам, лекарствен¬ным препаратам и другим низкоиммуногенным соединениям. Созданные на осно¬ве антител к низкомолекулярным веществам диагностикумы, диагностические наборы и иммуносорбенты позволили значительно рас¬ширить возможности и повысить эффектив¬ность лабораторной диагностики и фармако¬терапии, а также синтеза и выделения особо чистых биоорганических соединений.
По степени чужеродности:
1. ксено-,
2. ал¬ло-
3. изоантигены.
Ксеногенные антигены (или гетерологичные) — общие для организмов, стоящих на разных ступенях эволюционного развития, например, относящиеся к разным родам и видам. Впервые феномен общности ряда антигенов у животных различных видов был отмечен Д. Форсманом (1911). Ученый иммунизировал кролика суспензией органов морской свинки. Оказалось, что полученная в ходе эксперимента иммунная сыворотка бы¬ла способна взаимодействовать не только с антигенами морской свинки, но также агглю¬тинировать эритроциты барана. Позже было установлено, что морская свинка и баран име¬ют ряд структурно сходных антигенных детер¬минант, дающих перекрестное реагирование. В дальнейшем перечень подобных ксеногенных антигенов был расширен десятками и сотнями пар и даже триплетов, которые формировали между собой как теплокровные, так и холод¬нокровные животные, растения и микробы. Все эти антигены получили обобщенное название антигены Форсмана. В настоящее время антигены Форсмана рассматривают в истори¬ческом аспекте, а исследование гетероантигенов широко применяется в судебно-меди¬цинской экспертизе, палеонтологии и других областях медицины и естествознания.
Аллогенные антигены (или групповые) — об¬щие для генетически неродственных орга¬низмов, но относящихся к одному виду. На основании аллоантигенов общую популяцию организмов можно подразделить на отдельные группы. Примером таких антигенов у людей являются антигены групп крови (системы АВО и др.) и многие другие. Аллогенные ткани при трансплантации иммунологически несов¬местимы — они отторгаются или лизируются реципиентом. Микробы на основании груп¬повых антигенов могут быть подразделены на серогруппы. Это имеет большое значение для микробиологической диагностики (например, классификация сальмонелл Кауфмана—Уайта) и эпидемиологического прогнозирования.
Изогенные антигены (или индивидуаль¬ные) — общие только для генетически иден¬тичных организмов, например для однояйцо¬вых близнецов, инбредных линий животных. Изотрансплантаты обладают практически полной иммунологической совместимостью и не отторгаются реципиентом при пересадке. Примером таких антигенов в популяции лю¬дей являются антигены гистосовместимости, а у бактерий — типовые антигены, не дающие дальнейшего расщепления.
В пределах отдельного организма в опреде¬ленных анатомо-морфологических образовани¬ях (например, органах или тканях) обнаружива¬ются специфичные для них антигены, которые в других органах и тканях больше не встреча¬ются. Это, например, раковоэмбриональные антигены (альфа-фетопротеин, трансферрин). Такие антигены получили обобщенное назва-ние органо- и тканеспецифических.
Отдельным критерием классификации является направленность активации и обеспеченность иммунного реагирова¬ния в ответ на внедрение антигена. В зависи¬мости от физико-химических свойств вещест¬ва, условий его внедрения, характера реакции и реактивности макроорганизма различают:
1. иммуногены,
2. толерогены и
3. аллергены.
Иммуногены при попадании в организм спо¬собны индуцировать продуктивную реакцию иммунной системы, которая заканчивается выработкой факторов иммунитета (антите¬ла, антигенореактивные клоны лимфоци¬тов). В клинической практике иммуногены используют для иммунодиагностики, имму¬нотерапии и иммунопрофилактики многих патологических состояний.
Толероген является полной противополож¬ностью иммуногену. При взаимодействии с системой приобретенного иммунитета он вы¬зывает включение альтернативных механиз¬мов, приводящих к формированию иммуноло¬гической толерантности или неотвечаемости на эпитопы данного толерогена. Толерогену, как правило, присуща мономер¬ность, низкая молекулярная масса, высокая эпитопная плотность и высокая дисперсность (безагрегатность) коллоидных растворов. Толерогены используют для профилактики и лечения иммунологических конфликтов и ал¬лергии путем наведения искусственной неот¬вечаемости на отдельные антигены.
Аллерген также воздействует на систему приобретенного иммунитета. Однако, в отли¬чие от иммуногена, производимый им эффект формирует патологическую реакцию организ¬ма в виде гиперчувствительности немедлен¬ного или замедленного типа. По своим свойствам аллерген не отличается от иммуногена. В клинической практике ал¬лергены применяют для диагностики инфек¬ционных и аллергических заболеваний.
Среди иммуногенов выделяют две груп¬пы антигенов, различающихся по необходи¬мости вовлечения Т-лимфоцитов в индук¬цию иммунного ответа. Это — Т-зависимые и Т-независимыеантигены.
Иммунная реакция в ответ на введение Т-зависимого антиге¬на реализуется при обязательном участии Т-лимфоцитов (Т-хелперов). К Т-зависимым относится большая часть известных ан-тигенов.
В то же время для развития иммун¬ного ответа на Т-независимые антигены не требуется привлечение Т-хелперов. Эти ан¬тигены способны непосредственно стимули¬ровать В-лимфоциты к антителопродукции, дифференцировке и пролиферации, а также вызывать иммунный ответ у бестимусных животных. Т-независимые антигены имеют относительно простое строение. Это круп¬ные молекулы с молекулярной массой более 103 кДа, они поливалентны и имеют моно¬тонно повторяющиеся последовательности с многочисленными однотипными эпитопами. Т-независимые антигены обладают митогенным действием и способны индуцировать поликлональную реакцию. В качестве при¬мера можно привести полимерную форму флагеллина (сократительный белок жгути¬ков бактерий), ЛПС, туберкулин, сополиме¬ры D-аминокислот и др.
Тимуснезависимые антигены (I и II типа):
1. Обладают митогенными или повторяющимися эпитопами.
2. Вызывают формирование только мало-специфичного гуморального иммунного ответа с участием В-лимфоцитов и образованием антител класса IgM.
3. Не участвуют Т-хелперы, поэтому нет переключения синтеза антител на классы IgG и IgA.
4. Не образуются клетки иммунологической памяти.
Тимусзависимые антигены:
1. Вызывают формирование высокоспецифичного иммунного ответа как гуморального, так и клеточного типа.
2. Образуются клетки иммунологической памяти.
3. В формировании иммунного ответа принимают участие 3 вида клеток: АПК+Тh+В2 – или Т-лимфоциты (CD8+ - лимфоциты).
