ИНФЕКЦИОННАЯ ИММУНОЛОГИЯ АНТИГЕНЫ Антиген antigen

ИНФЕКЦИОННАЯ ИММУНОЛОГИЯ АНТИГЕНЫ

• Антиген (antigen) - начальные слоги двух слов: "АНТИтела ГЕНерация"; греч. anti — против иgenes — порождающий, рождающийся • Антиген генетически чужеродное вещество (белок, полисахарид, липопротеин, нуклеопротеин), способное, при введении в организм или при образовании в организме, вызывать специфический иммунный ответ и взаимодействовать с антителами и антигенраспознающими клетками. • Антигены – высокомолекулярные соединения, способные стимулировать иммунокомпетентные клетки и обеспечивать тем самым развитие иммунного ответа • Распознаются индивидуально (а не группами, как РАМР) антигенспецифическими рецепторами , представленными только на лимфоцитах (BCR, TCR)

Строение антигенов: 1. 2. Высокомолекулярный носитель (шлеппер) – высокополимерный белок, определяющий антигенность и иммуногенность антигена. Детерминантные группы (эпитопы) – поверхностные структуры антигена, комплементарные активному центру антител или рецептору Т-лимфоцита и определяющие специфичность антигена. Валентность антигена – количество одинаковых эпитопов на молекуле антигена, определяющее число молекул антител, которые могут к ней присоединяться.

• Гаптены (неполные антигены) - сложные углеводы, липиды и другие вещества, не способные вызывать образование антител, но вступающие с ними в специфическую реакцию. • Гаптены приобретают свойства полноценных антигенов лишь при условии введения их в организм в комплексе с белком. Типичными представителями гаптенов являются липиды, нуклеиновые кислоты, пенициллины, а также простые вещества: краски, амины, йод, бром и др.

• Конъюгированные антигены белки, которые приобрели новую антигенную специфичность благодаря присоединению к ним с помощью химической связи новой химической группировки.

В иммунологии термин "антиген" несет двойную смысловую нагрузку: как индуктор иммунного ответа В определении антигена как индуктора иммунного ответа скрыты две его основные характеристики: антигенная специфичность (антигенность) , определяемая его структурными особенностями, и иммуногенность способность инициировать иммунную систему к формированию эффекторов, нейтрализующих антигенную чужеродность. как биологический маркер В качестве биологических маркеров антигены широко используются в диагностике, в сравнительных исследованиях при решении вопросов филогении, систематики, популяционной генетики, морфо и тканегенеза, клеточной дифференцировки.

Антигены, распознаваемые В клетками Антигены, распознаваемые Т клетками Ø В клетки распознают гаптены Ø В клетки распознают аг как в свободной форме (в растворе), так и мембраносвязанный Ø Т клетки распознают детерминанты белка носителя Ø Т клетки распознают только мембаносвязанный аг ( не столько «чужое» , сколько измененное «свое» )

Тимусзависимость антигенов • Тимусзависимые антигены – гуморальный иммунный ответ на белковые антигены обычно требует не только В , но и Т клеток и ослабляется в отсутствие тимуса § Тимуснезависимые (Т независимые, ТН) – антигены, способные индуцировать иммунный ответ без участия Т лимфоцитов. ТН антигены – крупные молекулы; полисахариды, ЛПС, белки; поливалентны, содержат повторяющиеся эпитопы

Свойства антигенов: 1. 2. 3. 4. Чужеродность Специфичность Антигенность Иммуногенность

Свойства полноценных антигенов • Чужеродность - принадлежность другому организму или, по крайней мере, несоответствие образу собственных молекул. Но в норме и патологии могут продуцироваться антитела к собственным неповреждённым молекулам, например, при избыточной их продукции. • Антигенность – потенциальная способность молекулы антигена индуцировать иммунный ответ организма и специфически взаимодействовать с антителами и клонами эффекторных Т лимфоцитов, которые продуцировались после введения данного антигена • Иммуногенность способность антигена вызывать специфический иммунный ответ определенной интенсивности, обеспечивающий защиту организма от проникновения антигенов (возбудителей). • Специфичность - это кардинальное свойство антигена, определяющее его способность взаимодействовать только с гомологическими антителами или рецепторами иммунокомпетентных клеток соответствующего клона.

1. Чужеродность Ксеногеннные Ксеноантигены (гетерологичные) Аллогенные Аллоантигены (гомологичные) Сингенные (изоантигены) Секвестированные Аутологичные (аутоантигены) Антигены тканей и клеток, отличающиеся от реципиента на видовом уровне (донор и реципиент разных видов) Антигены тканей и клеток, отличающиеся от реципиента на внутривидовом уровне (донор и реципиент принадлежат к генетически неидентичным индивидам одного и того же вида) Донор и реципиент принадлежат к одной и той же инбредной линии животных или близнецы В норме присутствуют в организме, но находятся за гематоэнцефалическим, гематоофтальмическим и др. барьерами Антигены собственного организма

2. Специфичность • Видоспецифические антигены – антигены, по которым представители одного вида орга низмов отличаются от представителей другого вида. • Группоспецифические антигены (изоантигены) – антигены, по которым представители одного вида отличаются между собой. У человека коло 200 изоантигенов, объединенных в 15 групповых систем крови — АВ 0, резус фактор, Келл, Кидд, Даффи, MNSs и др. • Типоспецифические антигены – антигены бактерий, по которым представители одного вида отличаются друг от друга. Такие варианты бактерий – серотипы (серовары) выявляются при серотипировании. • Гетероспецифические антигены (гетероантигены) - общие антигенные детерминанты у организмов различных таксономических групп. Имеются перекрестно реагирующие антигены у бактерий и тканей макроорганизма.

2. Специфичность • Органоспецифические антигены – это антигены, специфические только для данного органа. Тканеспецифические антигены – антигены, характерные только для данно го вида ткани. Органоидоспецифические антигены – антигены, характерные только для данной органеллы Функциональноспецифические антигены – антигены, которые связаны с функцией данной молекулы. Стадиоспецифические антигены – антигены, встречающиеся только на от дельных стадиях развития рганизма (например, о альфафетопротеин нормальный белок печени зародыша человека, но при обнаружении у взрослого человека является показателем первичного рака печени). Патологоспецифические антигены – антигены, характерные только для патологически измененных тканей. Гаптеноспецифические антигены – антигены, специфичность которых обусловлена гаптеновой группировкой.

3. Антигенность. Факторы, определяющие антигенность: 1. Химическая природа (только белки и полисахариды являются полноценными антигенами) 2. Молекулярный вес (более 10 000). 3. Структурная сложность и наличие заряженных групп 4. Жесткость структуры. 5. Растворимость. Важно разнообразие и количество антигенных детерминант

По силе вызываемых иммунных реакций: • Аллергены – АГ вызывающие повышенную иммунную реактивность. • Толерогены – АГ вызывающие сниженную реактивность или ареактивность.

Факторы, определяющие иммуногенность: 1. Свойства антигенов. 2. Способ введения антигена (введение антигена перорально, внутрикожно, внутримышечно обеспечивает быстрый контакт с иммунокомпетентными клетками; при внутривенном введении в реализации иммунного ответа в первую очередь участвует селезенка). Доза антигена (с увеличением дозы вводимого антигена повышается выраженность иммунного ответа, но большие дозы антигена вызывают состояние специфической ареактивности или иммунологической толерантности). 3. 4. Интервал между прививками. 5. Быстрота разрушения антигена в организме и выведения его из организма. 6. Ir (Immune response) – гены – обуславливают генетический контроль за силой иммунного ответа

Адъюванты • • • вещества, повышающие иммуногенность антигена Механизмы действия: Минеральные соли ü Депо антигена (алюминия, кальция) ü Индукция воспаления Растительные вещества ü Усиленная реакция лимфатических узлов Микробные препараты ü Ускорение транспорта Синтетические вещества антигенов к Сложные искусственые иммунокомпетентным комплексы клеткам ü Стимуляция выработки цитокинов 18

Адъювант Описание Примеры Соединения алюминия (гидроксид или фосфат алюминия). Наиболее распространенные адъюванты, используемые в настоящее время для производства вакцин человека Вакцины против дифтерии, коклюша, столбняка, гепатитов А и В (HBV, HAV) и др. MF 59 Микроэмульсия «масло в воде» , включая сквален и поверхностно активные вещества Tween 80 и Span 85 Вакцина против гриппа для пожилых людей, лицензированная в некоторых странах Европы Виросомы Иммунопотенциирующие ресуспендированные виросомы гриппа (IRIV) — поверхностные гликопротеины гриппа H 1 N 1, помещенные в натуральные и синтетические фосфолипиды Вакцина против гепатита А, зарегистрированная в нескольких странах мира, и вакцина гриппозная Бактериальные АДФ рибозилированные экзотоксины (b. AREs) Единственная лицензированная b. ARE вакцина — интраназальная виросомная вакцина гриппозная Экзотоксины

Основные виды антигенов бактерий Название антигена Химическая природа Отношение к температурным воздействиям Н-антиген (жгутиковый) Белок флагеллин Термолабильный (разрушается при 56 -600 С) О-антиген (соматический) Липополисахарид клеточной стенки Термостабильный (выдерживает кипячение в течение 1 часа) К-антиген (капсульный) Кислый липополисахарид А – термостабильный (выдерживает кипячение в течение 2 -х часов); В – (промежуточный, выдерживает нагревание до 600 С, но при кипячении разрушается); L – термолабильный (разрушается при нагревании до 600 С)

Основные виды антигенов бактерий • Соматический антиген - O Ag - определяет антигенность клетки, по структуре полисахарид липополисахарида грамотрицательных бактерий; термостабилен (выдерживает кипячение в течение 1 2 часов), химически устойчив (выдерживает обработку формалином и этанолом); отвечает за принадлежность к серогруппам; • Поверхностные или капсульные К- антигены – у большинства бактерий представлены кислыми полисахаридами. По чувствительности к температуре К Аг подразделяются на А , В и L антигены. Разновидностью К АГ является поверхностный Vi-АГ. Он встречается у живых сальмонелл брюшного тифа и некоторых других энтеробактерий. • Жгутиковые или Н- антигены – термолабильный белок флагеллин

Основные виды антигенов бактерий • Экзотоксины бактерий – белковой природы, высоко иммуногенны • Выделяют протективные антигены это совокупность антигенных детерминант (эпитопов), которые вызывают наиболее сильный иммунный ответ, что предохраняет организм от повторного инфицирования данным возбудителем. • Суперантигены особая группа антигенов, вызывают поликлональную активацию и пролиферацию большого числа Т лимфоцитов (более 20%, обычные антигены 0, 01%). При этом вырабатывается много ИЛ 2 и других цитокинов, вызывающих воспаление и повреждение тканей. Суперантигенами являются бактериальные энтеротоксины, стафилококковое, холерные токсины и другие бактериальные антигены, некоторые вирусы (ротавирусы).

Антигены человека. Антигены главного комплекса гистосовместимости – МНС (Major Histocompatibility Complex) МНС I класса Экспрессия на любых ядерных клетках В молекулы MHC I встраиваются пептиды, образующиеся в цитоплазме клетки в процессе естественной деградации цитоплазматических белков Антигены MHC I класса представляют собой синтезируемые самой клеткой антигены (вирусные, опухолевые, собственные мутированные) МНС II класса Экспрессия на дендритных клетках, В-лимфоцитах и активированных макрофагах Пептиды, презентируемые в составе молекул MHC II , имеют внеклеточное происхождение. Дендритные и другие АПК поглощают экзогенные молекулы в процессе эндоцитоза. Антигены MHC II класса это пришедшие извне

Антигены главного комплекса гистосовместимости – МНС (Major Histocompatibility Complex)

• • • В настоящее время можно считать установленным, что развитие инфекционного процесса контролируется на всех его стадиях двумя категориями генов. Одна их них — система Ir генов — определяет интенсивность гуморального и (или) клеточно опосредованного иммунного ответа к данному возбудителю. Другая — контролирует степень естественного иммунитета (резистентности) к возбудителю. Так, изучение механизмов развития инфекционного процесса у мышей, обуслов ленного Salmonella typhimurium, позволило идентифицировать ряд генов резистентности, в том числе Ity, Lps, xid и др. Ген Ity (англ. immunity to typhimurium) регулирует способность организма животного подавлять размножение S. typhimurium в клетках СМФ (РЭС). Этот ген представлен двумя аллелями; доминантным является аллель резистентности Ityr (англ. resistant), рецессивным — Ity 5 (англ. susceptible). Локус Ity оказался аналогичным гену Lsh, контролирующему размножение Lei shmania donovani в клетках СМФ, и гену BCG, который контролирует размножение Mycobacterium bovis (BCG) во внутренних органах мыши. Следовательно, единый ген Ity/Lsh/BCG оказался универсальным геном, определяющим естественный иммунитет животного к разным видам микроорганизмов.