Инородный материал , действующий как полный антиген и способный стимулировать образование антител, а также участвовать в иммунных ответах, в основном состоит из белка или полисахарида и обычно чем больше его молекулярная масса, тем сильнее иммуногенные свойства. Кроме того, самые разнообразные вещества низкой молекулярной массы (обычно ниже 1000) могут действовать как гаптены и вызывать образование антител после соединения с носителем, обычно белком.
Гаптены сами по себе не способны стимулировать образование антител, но реагируют с уже возникшими антителами. Многие исследования были посвящены изучению физической и химической структуры молекулы, имеющей антигенные свойства. Для того чтобы большая молекула приобрела эти свойства, достаточно небольших изменений малых отделов ее, например, изменения местной последовательности аминокислот. Однако эти изменения должны проявиться так, чтобы они распознавались иммунологически компетентными клетками.
При заболеваниях легких к особенно важным антигенам относятся бактерии и вирусы, растительный материал, включая пыльцу, зерна и плесепь, белки млекопитающих (например, сывороточные компоненты и опухолевые антигены), нуклеиновые кислоты и низкомолекулярные химические вещества, действующие как гаптены.
Бактериальные антигены
Многие старые работы, посвященные проблеме иммуногенности , были осуществлены на бактериях. Например, стенки бактериальной клетки содержат полисахариды, которые бывают различными у разных штаммов, и идентификация их послужила иммунологической основой для типирования штаммов гладких вирулентных форм пневмококков, Haemophilus influenzae и Pseudomonas aeruginosa.
Наряду с этим разные бактерии могут содержать в своей капсуле одни и те же полисахаридные антигены, поэтому к ним образуются перекрестно-реагирующие антитела. Примером могут быть пневмококковый полисахарид XIV и группа крови А или Escherichia coli и группа крови В. Бактерии (например, пневмококки), грибы (например, Aspergillus fumigatus) и даже некоторые гельминты (например, шистосомы) могут иметь общие полисахариды.
Эти общие полисахаридные группы на поверхности клеток в значительной мере ответственны за перекрестную реактивность и за ряд ложпоположительных результатов в системах преципитации и при других серологических тестах.
Многие грамотрицательпые бактерии , включая Н. influenzae, содержат в клеточной стенке, состоящей из липидов, полисахаридов и белка или полипептидов, полисахаридные антигены. Иммунологический эффект этих антигенов, которые часто называют эндотоксинами и которые пока мало изучены, определяет характерные клинические проявления при грамотрицатель-ной септицемии. К пим относятся лейкопения, лихорадка, зависимое от дозы снижение или повышение способности фагоцитировать посторонние микроорганизмы (например, подавление пли активация макрофагов), образование антител против сопутствующих посторонних микроорганизмов и активация комплемента.
Экзотоксины представляют собой секретированиые продукты бактерий (например, дифтерийные палочки и Clostridia) или грибов. Обычно они состоят из белка и содержатся в клеточных фильтрах культур тех возбудителей, которые их образуют. Они подобны соматическим белкам, получаемым при гомогенизации бактериальных культур и удалении компонентов клеточной стенки. Соматические белковые антигены бактерий и грибов, например соматический белок С. albicans, часто обладают высокой специфичностью. Специфические реакции белковых антигенов с антителами надо отличать от преципитации, обычно вызываемой агентами «полисахаридного» типа, некоторыми белками острой фазы, без антител, по в присутствии ионов кальция. Эти материалы, подобные С-веществу и соединяющиеся с С-реактивным белком, широко распространены в природе и определяют ложноположительные результаты.
Существуют следующие разновидности бактериальных антигенов: группоспецифические (встречаются у разных видов одного рода или семейства); видоспецифические (встречаются у различных представителей одного вида); типоспецифические (определяют серологические варианты – серовары).
В зависимости от локализации в бактериальной клетке различают:
1) жгутиковые Н-АГ, локализуются в жгутиках у бактерий, основа его белок флагеллин, термолабилен;
2) соматический О-АГ связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу составляют ЛПС, по нему различают сероварианты бактерий одного вида. Он термостабилен, не разрушается при длительном кипячении, химически устойчив (выдерживает обработку формалином и этанолом);
3) капсульные К-АГ располагаются на поверхности клеточной стенки. По чувствительности к нагреванию различают 3 типа К-АГ: А, В, L. Наибольшая термостабильность характерна для типа А, тип В выдерживает нагревание до 60 0 С в течение 1 часа, тип L быстро разрушается при этой температуре. На поверхности возбудителя брюшного тифа и др.энтеробактерий, которые обладают высокой вирулентностью можно обнаружить особый вариант капсульного АГ –Vi-антиген;
4) антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины, ферменты и некоторые др. белки.
Антигены вирусов:
1) суперкапсидные АГ – поверхностные оболочечные;
2) белковые и гликопротеидные АГ;
3) капсидные – оболочечные;
4) нуклеопротеидные (сердцевидные) АГ.
9.5. Антитела и антителообразование: первичный и вторичный ответ. Оценка иммунного статуса: основные показатели и методы их определения».
Антитела – это гамма-глобулины, вырабатываемые в ответ на введение антигена, способные специфически связываться с антигеном и участвовать во многих иммунологических реакциях. Они состоят из полипептидных цепей: двух тяжелых (Н) цепей и двух легких (L). Тяжелые и легкие цепи связаны между собой попарно дисульфидными связями. Между тяжелыми цепями также есть дисульфидная связь, так называемый «шарнирный» участок, который ответствен за взаимодействие с первым компонентом комплемента С1 и активацию его по классическому пути. Легкие цепи бывают 2типов (каппа и лямбда), а тяжелые – 5типов (альфа, гамма, мю, эпсилон и дельта). Вторичная структура полипептидных цепей молекулы Ig обладает доменным строением. Это означает, что отдельные участки цепи свернуты в глобулы (домены). Выделяют С-домены- с постоянной структурой полипептидной цепи и V-домены (вариабельные с переменной структурой). Вариабельные домены легкой и тяжелой цепи совместно образуют участок, который специфически связывается с антигеном. Это антигенсвязывающий центр молекулы Ig, или паротоп. При ферментативном гидролизе Ig образуется три фрагмента. Два из них способны специфически связываться с антигеном и получили название Fab-фрагменты, связывающиеся с антигеном. Третий фрагмент, способный образовывать кристаллы, получил название Fc. Он ответствен за связывание с рецепторами на мембране клеток макроорганизма. В структуре молекул Ig обнаруживают дополнительные полипептидные цепи. Так, полимерные молекулы IgМ и IgА содержат J- пептид, который обеспечивает превращение полимерного Ig в секреторную форму. Молекулы секреторных Ig в отличие от сывороточных, обладают особым S- пептидом, называемым секреторным компонентом. Он обеспечивает перенос молекулы Ig через эпителиальную клетку в просвет органа и предохраняет ее в секрете слизистых от ферментативного расщепления. Рецепторный Ig, который локализуется на цитоплазматической мембране В-лимфоцитов, имеет дополнительный гидрофобный трансмембранный М-пептид.
Существует 5 классов иммуноглобулинов у человека:
1) иммуноглобулин класса G – это мономер, включающий в себя 4 субкласса (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам, имеет 2 антигенсвязывающих центра. На долю его приходится 70-80% всех сывороточных Ig. Период полураспада 21 день. К основным свойствам IgG относятся: играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях; проникает через плаценту и формирует антиинфекционный иммунитет у новорожденных; способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации. Хорошо определяется в сыворотке крови на пике первичного и при вторичном иммунном ответе. IgG4 участвует в развитии аллергической реакции 1 типа.
2) иммуноглобулин класса М – пентамер, который имеет 10 антигенсвязывающих центров. Период полураспада 5 дней. На его долю приходится около 5-10% всех сывороточных Ig. Образуется в начале первичного иммунного ответа, также первым начинает синтезироваться в организме новорожденного – определяется уже на 20-й неделе внутриутробного развития. Свойства: не проникает через плаценту; появляется у плода и участвует в антиинфекционной защите; способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент; играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, активации фагоцитоза; образуются на ранних сроках инфекционного процесса; отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий.
3) иммуноглобулин класса А – существует в сывороточной и секреторной формах. На долю сывороточного Ig приходится 10-15%, мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра, период полураспада 6 дней. Секреторный Ig существует в полимерной форме. Содержатся в молоке, молозиве, слюне, слезном, бронхиальном, желудочно-кишечном секрете, желчи, моче; участвуют в местном иммунитете, препятствуют прикреплению бактерий к слизистой, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент.
4) иммуноглобулин класса Е- мономеры, на долю которых приходится 0,002%. К этому классу относится основная масса аллергических антител – реагинов. Уровень IgЕ значительно повышается у людей, страдающих аллергией и зараженных гельминтами.
5) иммуноглобулин класса Д – это мономер, на долю которого приходится 0,2%. Плазматические клетки, секретирующие IgД локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани. Участвует в развитии местного иммунитета, обладает антивирусной активностью, в редких случаях активирует комплемент, участвует в дифференцеровке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвует в аутоиммунных процессах.
Способность синтезировать АТ макроорганизм приобретает довольно рано. Уже на 13 неделе эмбрионального периода развития возникают В-лимфоциты, синтезирующие IgМ, а на 20 неделе этот Ig можно определить в сыворотке крови. Концентрация антител достигает максимума к периоду полового созревания и сохраняется на высоких цифрах в течение всего репродуктивного периода. В старческом возрасте содержание антител снижается. Повышение количества Ig наблюдается при инфекционных заболеваниях, аутоиммунных расстройствах, снижение его отмечено при некоторых опухолях и иммунодефицитных состояниях. Антителопродукция в ответ на антигенный стимул имеет характерную динамику. Выделяют латентную, логарифмическую, стационарную фазы и фазу снижения. В латентную фазу антителопродукция практически не изменяется и остается на базальном уровне. Во время логарифмической фазы наблюдается интенсивный прирост количества антиген-специфичных В-лимфоцитов и происходит нарастание титра АТ. В стационарной фазе количество специфических антител и синтезирующих их клеток достигает максимума и стабилизируется. В фазе снижения наблюдается постепенное уменьшение титров антител. При первичном контакте с антигеном развивается первичный иммунный ответ. Для него характерны длительная латентная (3-5 суток) и логарифмическая (7-15 суток) фазы. Первые диагностически значимые титры антител регистрируются на 10-14-е сутки от момента иммунизации. Стационарная фаза продолжается 15-30 суток, а фаза снижения – 1-6 месяцев. В итоге первичного иммунного реагирования формируются многочисленные клоны антигенспецифичных В-лимфоцитов: антителопродуцирующих клеток и В-лимфоцитов иммунологической памяти, а во внутренней среде макроорганизма в высоком титре накапливаются IgG и/или IgА (а также IgЕ). Со временем антительный ответ угасает. Повторный контакт иммунной системы с тем же антигеном ведет к формированию вторичного иммунного ответа . Для вторичного ответа характерна укороченная латентная фаза (от нескольких часов до 1-2 суток). Логарифмическая фаза отличается более интенсивной динамикой прироста и более высокими титрами специфических антител. При вторичном иммунном ответе организм сразу же, в подавляющем большинстве синтезирует IgG. Характерная динамика антителопродукции обусловлена подготовленностью иммунной системы к повторной встрече с антигеном за счет формирования иммунологической памяти.
Явление интенсивного антителообразования при повторном контакте с антигеном широко используется в практических целях, например при вакцинопрофилактике. Для создания и поддержания иммунитета на высоком защитном уровне схемы вакцинации предусматривают первичное введение антигена для формирования иммунологической памяти и последующие ревакцинации через различные интервалы времени.
Этот же феномен используют при получении высокоактивных лечебных и диагностических иммунных сывороток (гипериммунных). Для этого животным или донорам производят многократные введения препаратов антигена по специальной схеме.
Иммунный статус – это структурное и функциональное состояние иммунной системы индивидуума, определяемое комплексом клинических и лабораторных иммунологических показателей.
На иммунный статус оказывают влияние следующие факторы: 1) климато-географические (температура, влажность, солнечная радиация, длина светового дня); 2) социальные (питание, жилищно-бытовые условия, профессиональные вредности); 3) экологические (загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами, применение пестицидов в сельском хозяйстве); 4) влияние диагностических и лечебных манипуляций, лекарственная терапия; 5) стресс.
Иммунный статус можно определить путем постановки комплекса лабораторных тестов, включающих оценку состояния факторов неспецифической резистентности, гуморального (В) и клеточного (Т) иммунитета. Оценка иммунного статуса проводится в клинике при трансплантации органов и тканей, аутоиммунных заболеваниях, аллергиях, для контроля эффективности лечения болезней, связанных с нарушением иммунной системы. Оценка иммунного статуса чаще всего базируется на определении следующих показателей:
1) общего клинического обследования (жалобы больного, профессия, осмотр);
2) состояния факторов естественной резистентности (определяют фагоцитоз, комплемент, интерфероновый статус, колонизационную резистентность);
3) гуморального иммунитета (определение иммуноглобулинов класса G, М, А, Д, Е в сыворотке крови);
4) клеточного иммунитета (оценивается по количеству Т-лимфоцитов – реакция розеткообразования, определение соотношения хелперов и супрессоров Т4 и Т8 лимфоцитов, которое в норме составляет примерно 2);
5) дополнительных тестов (определение бактерицидности сыворотки крови, титрование С3, С4 компонентов комплемента, определение содержания С-реактивного белка в сыворотке крови, определение ревматоидных факторов.
АГ-это любые генетич.чужеродные для данного орг-ма в-ва, которые, попав во внутр. среду, выаывают ответную специфическую иммунологическую реакцию: синтез антител, появление сенсибилизированных лимфоцитов или возникновение толерантности к этому веществу, гиперчувствительности немедленного и замедленного типов иммунологической памяти. Антитела, вырабатываемые в ответ на введение антигена, специфически взаимодействуют с этим антигеном, образуя комплекс антиген антитело.
Антигены, вызывающие полноценный иммунный ответ, называются полными антигенами. Эго органические вещества микробного, растительного и животного происхождения. Химические элементы, простые и сложные неорганические соединения антигенностью не обладают.
Антигенами являются также бактерии, грибы, простейшие, вирусы, клетки и ткани животных, попавшие во внутреннюю среду макроорганизма, а также клеточные стенки, цитоплазма` тические мембраны, рибосомы, митохондрии, микробные токсины, экстракты гельминтов, яды многих змей и пчел, природные белковые вещества, некоторые полисахаридные вещества микробного происхождения, растительные токсины и т.д.
Некоторые вещества самостоятельно не вызывают иммунного ответа, но приобретают эту способность при конъюгации с вьгсокомолекулярными белковыми носителями или в смеси с ними. Такие вещества называют неполными антигенами, или гаптенами. Гаптенами могут быть химические вещества с малой молекулярной массой или более сложные химические вещества, не обладающие свойствами полного антигена: некоторые бактериальные полисахариды, полипептид туберкулезной палочки (РРД), ДНК, РНК, липиды, пептиды. Гаптен является частью полного или конъюгированного антигена. Гаптены иммунного ответа не ВЫзывают, но они вступают в реакцию с сыворотками, содержащими специфические к ним антитела.
Характерными свойствами антигенов являются антигенность, иммуногенность и специфичность.
Антигенность - это потенциальная способность молекулы антигена активировать компоненты иммунной системы и специфически взаимодействовать с факторами иммунитета (антитела, клонэффекторных лимфоцитов). При этом компоненты иммунной системы взаимодействуют не со всей молекулой антигена, а только с ее небольшим участком, который получил название антигенной детерминанты, или эпитопа. Иммуногеннос/пь - потенциальная способность антигена вызывать по отношению к себе в макроорганизме специфический продуктивный ответ. Специфичностью называют способность антигена индуцировать
иммунный ответ к строго определенному эпитопу. Специфичность
антигена во многом определяется свойствами составляющих его эпитопов.
В структуре бактериальной клетки различают жгутиковые, соматические, капсульные и некоторые другие антигены (рис. 10.2).
Жгутиковые, или Н-антигены, локализуются в их жгутиках и пред-
ставляют собой эпитопы сократительного белка флагеллина. При
нагревании флагеллин денатурирует и Н-антиген теряет свою
специфичность. Фенол не действует на этот антиген.
Соматический, или О-антиген, связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу составляют липополисахариды. О-антиген термостабилен и не разрушается при длительном кипячении.
Капсульные, или К-антигены, встречаются у бактерий, образующих капсулу. Как правило, К-антигены состоят из кислых полисахаридов (уроновые кислоты).
В структуре вирусной частицы различают ядерные (или коро-
вые), капсидные (или оболочечные) и суперкапсидные антигены.
На поверхности некоторых вирусных частиц встречаются особые
V-антигены - гемагглютинин и фермент нейраминидаза. Часть из них вирусоспецифические, кодируются в нуклеиновой кислоте вируса.
Другие, являющиеся компонентами клетки хозяина (углеводы, ли-
пиды), формируют суперкапсид вируса при его рождении путем
почкования.
Антигенный состав вириона зависит от строения самой вирус-
ной частицы. В просто организованных вирусах антигены ассоци-
ированы с нуклеопротеидами. Эти вещества хорошо растворяются
в воде и поэтому обозначаются как S-антигены (от лат. solutio -
раствор). У сложноорганизованных вирусов часть антигенов свя-
зана с нуклеокапсидом, а другая находится во внешней оболочке,
или суперкапсиде.
Антигены многих вирусов отличаются высокой степенью из-
менчивости, что связано с постоянными мутациями в генетиче-
ском материале вирусов. Примером могут служить вирус гриппа,
Антигены групп крови человека
Антигены групп крови человека располагаются на цитоплаз-
матической мембране клеток, но наиболее легко определяются
на поверхности эритроцитов. Поэтому они получили название
≪эришроцитарные антигены≫. На сегодняшний день известно бо-
лее 250 различных эритроцитарных антигенов. Однако наиболее
важное клиническое значение имеют антигены системы АВО и Rh
(резус-фактор): их необходимо учитывать при проведении пере-
ливания крови, пересадке органов и тканей, предупреждении и
лечении иммуноконфликтных осложнений беременности и т.д.
На цитоплазматических мембранах практически всех клеток
макроорганизма обнаруживаются антигены гистосовместимости.
Большая часть из них относится к системе главного комплекса
гистосовместимости, или МНС (от англ. Main Hystocompatibility
Complex). Установлено, что антигены гистосовместимости играют
ключевую роль в осуществлении специфического распознавания
≪свой-чужой≫ и индукции приобретенного иммунного ответа,
определяют совместимость органов и тканей при транспланта-
ции в пределах одного вида и другие эффекты.
В 1948-1949 гг. видный отечественный микробиолог и имму-
нолог Л.А. Зильбер при разработке вирусной теории рака доказал
наличие антигена, специфичного для опухолевой ткани. Позже в
60-х годах XX века Г.И. Абелев (в опытах на мышах) и Ю.С. Тата-
ринов (при обследовании людей) обнаружили в сыворотке крови
больных первичным раком печени эмбриональный вариант сыво-
роточного альбумина - а-фетопротеин. К настоящему моменту
обнаружено и охарактеризовано множество опухольассоциирован-
ных антигенов. Однако не все опухоли содержат специфические
маркерные антигены, равно как и не все маркеры обладают стро-
гой тканевой специфичностью.
Опухольассоциированные антигены классифицируют по лока-
лизации и генезу. Различают сывороточные, секретируемые опухо-
левыми клетками в межклеточную среду, и мембранные. Последние
получили название опухолеспецифических трансплантационных ан-
тигенов, или TSTA (от англ. Tumor-Specific Transplantation Antigen).
Выделяют также вирусные, эмбриональные, нормальные гипер-
экспрессируемые и мутантные опухольассоциированные антиге-
ны. Вирусные - являются продуктами онковирусов, эмбриональные
в норме синтезируются в зародышевом периоде. Хорошо известен
а-фетопротеин (эмбриональный альбумин), нормальный протеин
тестикул {MAGE 1,2,3 и др.), маркеры меланомы, рака молочной
железы и др. Хорионичсский гонадотропин, в норме синтезируе-
мый в плаценте, обнаруживается при хориокарциноме и других
опухолях. В меланоме в большом количестве синтезируется нор-
мальный фермент тирозиназа. Из мутантных белков следует от-
метить протеин Ras - ГТФ-связывающий белок, участвующий в
трансмембранном проведении сигнала. Маркерами рака молочной
и поджелудочной желез, карцином кишечника являются модифи-
цированные муцины (MUC 1, 2 и др.).
В большинстве случаев опухольассоциированные антигены
представляют собой продукты экспрессии генов, в норме вклю-
чаемых в эмбриональном периоде. Они являются слабыми имму-
ногенами, хотя в отдельных случаях могут индуцировать реакцию
цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров) и распознаваться в
составе молекул МНС (HLA) I класса. Синтезируемые к опухоль-
ассоциированным антигенам специфические антитела не угнетают
рост опухолей.__
11. Практическое использование антигенов в медицине: вакцины, диагностикумы, аллергены. Получение, назначение.
Вакцинами называют иммунобиологические препараты, предназ_ наченные для создания активного специфического иммунитета Применяют их главным образом для профилактики, но иногда используют для лечения инфекционных болезней. Действующим началом вакцины является специфический антиген. В качестве антигена ИСПОЛЬЗУЮт
1) живые или инактивированныс микроорганй’змы (бактерии, вирусы);
2) вьщеленные из микроорганизмов специфические, так называемые протективные, антигены;
3) образуемые микроорганизмами антигенные вещества (вторичные метаболиты), играющие роль в патогенезе болезни (токсины);
4) химически синтезированные антигены, аналогичные природным;
5) антигены, полученные с помощью метода генетической инженерии.
На основе одного из этих антигенов конструируют вакцину, которая может в зависимости от природы антигена и формы препарата включать консервант, стабилизатор и активатор (адъювант). В качестве консервантов применяют мертиолат (1:10 000), азид натрия, формальдегид (О,1-О,3 %) с целью подавления посторонней микрофлоры в процессе хранения препарата. Стабилизатор добавляют для предохранения от разрушения лабильных антигенов. Например, к живым вакцинам добавляют сахарозожелатиновый агар или человеческий альбумин. Для повышения эффекта действия антигена к вакцине иногда добавляют неспецифический стимулятор-адъювант, активирующий иммунную систему. В качестве адъювантов используют минеральные коллоиды (Аl(ОН)3‚ АlРО4‘)‚ полимерные вещества (липополисахаридьх, полисахарицы, синтетические полимеры). Они изменяют физикохимическое состояние антигена, создают депо антигена на мес
КЛАССИФИКАЦИЯ ВАКЦИН
Живые вакцины
1)аттенуированные; "
2)дивергентные;
3)векторные рекомбинантные.
Неживые вакцины:
1)МОЛеКУлярные:
полученные путем биосинтеза;
полученные путем химического синтеза;
полученные методом генетической инженерии;
2) КоРПУСКулярные;
цельноклеточные, цельновирионные;
субклетОчные, субвирионные;
синтетические, полусинтетические.
Ассциированные “
Живые
аттенуированные вакцины конструируются на основе ослабленных штаммов микроорганизмов, потерявших вирулентность, но сохранивших антигенные свойства. Такие штаммы получают методами селекции или генетической инженерии. Иногда используют штаммы близкородственных в антигенном отношении, неболезнетворных для человека микроорганизмов (дивергентные штаммы), из которых получены дивергентные вакцины. Например, для прививки против оспы используют вирус оспы коров. Живые вакцины при введении в организм приживляются, размножаются, вызывают генерализованный вакцинальный процесс и формирование специфического иммунитета к патогенному микроорганизму, из которого получен аттенуированный штамм.
Получают живые вакцины путем выращивания аттенуированных шТаммов на питательных средах, оптимальных для данного микроорганизма. Бактериальные штаммы культивируют или в ферментерах на жидких питательных средах, или на твердых питательных средах; вирусные штаммы культивируют в куриных эмбрионах, первичнотрипсинизированных, перевиваемых культурах клеток Процесс ведут в асептических условиях.
Наиболее важные вакцины: бактериальные : туберкулезная(БЦЖ), чумная, туляремийная, сибиреязвенная, против ку-лихорадкики. Вирусные: оспенная(на основе вир. оСпы коров), коревая, полиомиелитная, против желтой лихорадки, гриппозная, паротитная.
Сущ-ют векторные рекомбинантные вакцины, которые получают методом генной инженерии. В геном вакцинного штамма встраивают ген чужеродного АГ. Пр: вирус оспенной вакцины с встроенным АГ вируса гепатита Б. Таким образом, вырабатывается иммунитет на 2 вируса.
Неживые
Корпускулярные – инактивированные физическими или хим. Способами культуры бактерий или вирусов. Инактивацию проводят в оптимальном режиме, чтобы штамм сохранил свою антигенность, но лишился жизнеспомобности. Их применяют для проф-ки коклюша, гриппа, гепатита А, клещевого энцефалита.
Субклеточные и субвирионные состоят из АГ комплексов, выделенных из бакткрий и вирусов после их разрушения. Примеры: против брюшного тифа(на основе О, Н и Vi - антигенов),сиб.язвы(на основе капсульного АГ)
Молекулярные это специфические АГ в молекулярной форме, полученные методом ген.инженерии, хим.и био.синтеза. примером может служить анатоксин – токсин, сохраняющий антигенные св-ва, но теряющий токсичность вследствие обезвреживания его формалином.
Примеры: столбнячный, ботулиновый, дифтерийный анатоксины.
Наиболее важными для изучения особенностей иммунного ответа являются антигены микроорганизмов — бактерий и вирусов.
В качестве антигенов у бактерий выступают белки, полисахариды, липополисахариды, липопротеиды, нуклеопротеиды и тому подобное. У микроорганизмов различают группоспецифические, видоспецифические и типоспецифические (вариантные) антигены. Первые встречаются у разных представителей одного рода или семьи; вторые — у разных представителей одного вида; третьи — у отдельных вариантов одного вида, в результате чего их разделяют на серовары (серологические варианты). Так, у Streptococcus pneumoniaе различают 80 сероваров.
Среди бактериальных антигенов выделяют Н, О, К и другие. Н-антигены — это жгутиковые антигены, которые получили название от Н-штаммов протея (от нем. Hauch — дыхание). Е. Вейль и А. Феликс наблюдали, что Н-штаммы дают на твердой питательной среде сплошной рост, а О-штаммы (от нем. Ohne hauch — без дыхания) растут в виде отдельных колоний.
Н-антиген представляет собой белок флагеллин. Он разрушается при нагревании (56-80°С), а после обработки фенолом сохраняет свои антигенные свойства.
О-антиген грамотрицательных бактерий связан с липополисахаридом клеточной стенки. Антигенной детерминантой ЛПС (липополисахарида) являются О-специфические боковые цепи, состав которых существенно различается не только у разных видов, но и в пределах одного вида у разных сероваров. В них содержатся гексозы (галактоза, глюкоза, рамноза т.п.) и N-ацетилглюкозамин.
Ранее этот антиген называли соматическим (расположенным в содержимом клетки, в соме), но это не совсем правильно, потому что О-специфические цепи немного выступают над поверхностью клетки. Полный соматический антиген в S-форме содержит полисахаридный гаптен. При переходе в R-форму соматический антиген теряет выраженную видовую специфичность, что связано с потерей специфического полисахарида.
Соматическими антигенами считают также липопротеиды. Как и ЛПС, они являются термостабильными антигенами, выдерживают нагревание до 80-100°С в течение 1-2 часов, не разрушаются после обработки формалином и спиртом.
При иммунизации животных живыми культурами, которые имеют жгутики, образуются антитела к О- и Н-антигенам, а при иммунизации кипяченой культурой — только к О-антигену.
К-антигены (капсульные) так же, как и О-антигены связаны с ЛПС клеточной стенки и капсулой, но зачастую содержат кислые полисахариды: глюкуроновую, галактуроновую и другие уроновые кислоты. По чувствительности к температуре К-антигены разделяют на А, В, М и L-антигены. Наиболее термостабильны А и М-антигены, которые могут выдерживать кипячение в течение 2 ч.
В-антигены выдерживают нагревание при температуре 60°С в течение часа, а L-антигены разрушаются при нагревании до 60°С. К-антигены часто маскируют О-антигены, поэтому для того, чтобы разрушить К-антигены, необходимо прокипятить культуру. Наиболее полно изучен капсульный Vi-антиген брюшнотифозной сальмонеллы и некоторых энтеробактерий. Из-за высокой вирулентность Vi-антиген назвали антигеном вирулентности.
Капсульные антигены обнаружены у Streptococcus pneumoniae (80 сероваров), Klebsiella pneumoniae (70 сероваров), в том числе возбудителей риносклеромы, у Bacillus anthracis (капсулы полипептидной природы). Антигены риккетсий, хламидий, микоплазм также связаны с поверхностными структурами клеток. Антигенными свойствами характеризуются также пили, фимбрии, мембраны, цитоплазма, ферменты, токсины.
У некоторых бактерий (Bacillus anthracis, Yersinia pestis, возбудителей коклюша, туляремии, бруцеллеза) найдены протективные антигены. Они характеризуются высокими защитными свойствами, вызывают синтез антител и могут использоваться для иммунизации.
У вирусов в роли антигенов могут выступать нуклеопротеиды (S-антигены, S — от лат. Solutio — растворимый), компоненты капсида, а также компоненты клеток хозяина (липиды, углеводы), адсорбированные на капсиде. Многие вирусы имеют в составе особый антиген — гемагглютинин, который способен склеивать эритроциты различных животных и человека. Реакция гемагглютинации под влиянием вирусных частиц состоит из двух стадий:
1) адсорбция вирусов на эритроцитах за счет взаимодействия с их гликопротеидными рецепторами;
2) слипание эритроцитов, на которых адсорбированы вирусы, можно наблюдать невооруженным глазом в виде «зонтиков» при постановке диагностической реакции гемагглютинации в плексиглазовых планшетах.
У вируса гриппа и других вирусов, которые продуцируют нейраминидазу, может происходить спонтанная диссоциация смеси вирусы-эритроциты, которая сопровождается освобождением вируса и в ряде случаев гемолизом эритроцитов. Это происходит за счет разрушения рецепторного мукоида эритроцита ферментом нейраминидазой.
Наличие вирусов в культуре можно обнаружить с помощью реакции гемадсорбции. Достаточно нанести эритроциты на поврежденную ткань или орган. Реакции гемагглютинации и гемадсорбции не являются иммунологическими, так как происходят без участия антител.
Но гемагглютинины вирусов способны вызывать образование специфических антител — антигемаглютининов и вступать с ними в реакцию торможения гемагглютинации (РТГА).
У вирусов также различают группоспецифические (в пределах рода или семьи) и типоспецифические (у разных штаммов в пределах одного вида) антигены. Эти различия учитываются при идентификации вирусов.
В связи с распространением аллергических заболеваний в последние годы интенсивно изучаются различные антигены (аллергены), которые могут вызвать неадекватный иммунный ответ с развитием воспалительной реакции (гиперчувствительность немедленного и замедленного типа).
Особая группа антигенов (чаще всего гаптены), которые вызывают реакции гиперчувствительности, — это пыльца растений, шерсть животных, волосы, перья, выделения насекомых, плесневые грибы и их споры, комнатная пыль, косметические, моющие, дезинфицирующие, лекарственные и другие средства. К пищевым аллергенам относятся рыба, молоко, яйца, орехи, томаты, земляника, цитрусовые. Сенсибилизацию к аллергенам могут вызвать амино-, нитро- и азосочетания. При диагностике используют кожные пробы, которые позволяют выявить активный аллерген для определенного лица.
Антигены бактерий это белки или полисахариды, структурно связанные с бактериальной клеткой или выделяемые ею во внешнюю среду.
Бактерии имеют множество антигенных структур. В основе классификации антигенов бактерий лежит их локализация (жгутиковый, капсульный), биологической функции (гемолизин, энтеротоксин) или метод обнаружения in vitro (предипитиноген, комплементсвязывающий).
Эндоантигены
Антигены органоидов
- Жгутиковый (имеет белковую природу)
- Антигены ресничек
Капсульные (чаще всего полисахариды)
- К (L-, А-, В-)-Аг (у Е. coli)
- Vi-Аг (у Salmonella)
- К-Аг (у Klebsiella)
- М-Аг (у бактерий, имеющих выраженный слизистый слой оболочки).
- Антиген клеточной стенки О-Аг (комплекс липидов, белков и углеводов)
Эндотоксины
- Рибосомальный антиген
Экзоантигены
- Экзотоксины (чаще всего белки)
- Гемолизины
- Фибринолизины
- Ферменты (гиалуронидаза, протеазы)
Биологическое действие антигенов бактерий
Поверхностные эндо-антигены (жгутиковый, капсульный и клеточной стенки) характеризуются большей антигенностью, чем внутриклеточные (цитоплазматических мембран, цитоплазмы, рибосом.
Иммуногенность биополимеров, полученных из бактериальных антигенов, после выделения и очистки значительно ослабевает; одновременно увеличивается их токсичность.
Носителем антиген-специфичности является очень ограниченная область макромолекулы — антиген-детерминанта. У белковых структур она включает 6-12 аминокислотных остатков, у углеводных - около 6 структурных единиц углеводных остатков, у нуклеопротеидов - 4-5 оснований.
Иммуногенная активность (иммуногенность) бактериальных антигенов часто связана со структурами нативной клетки. Компоненты, не являющиеся антигенными, при определенном пространственном расположении или количественном соотношении оказывают адъювантный эффект («встроенная адъювантность» - «built-in adjuvanticity», англ.).
Неспецифические (адъювантные) антигенные воздействия на систему иммунитета могут определять, приведет антигенная стимуляция к развитию иммунологической толерантности или к формированию иммунитета. Растворимый неагрегированный свободно диффундирующий в организме антиген при отсутствии адъюванта в большей степени способен вызвать развитие толерантности, чем иммунологической реакции. Частицы большого размера или агрегированные, легко поглощаемые клетками СМФ (макрофагами), напротив, вызывают иммунологическую перестройку. Эти экспериментальные факты указывают на взаимосвязь понятий толерогенности и иммуногенности.
Антигенность возбудителя болезни - одно из его основных свойств. У разных возбудителей она оказывает неодинаковое влияние на возникновение, течение и исход инфекционного заболевания. Изучение структуры бактерий и продуктов их жизнедеятельности необходимо для создания эффективных слабореактогенных вакцин, в том числе вакцин комбинированных, а также для дальнейшего изучения патогенеза соответствующих заболеваний и усовершенствования их диагностики. Из множества групп бактерий лишь некоторые патогенны для человека (пневмококки, стрептококки, стафилококки, кишечные палочки, сальмонеллы, микобактерии, лептоспиры).
