3. Свой­ст­ва ан­ти­ге­нов

3.1. Ан­ти­ген­ность - спо­соб­ность вы­зы­вать им­мун­ный от­вет. За­ви­сит от мо­ле­ку­ляр­ной струк­ту­ры (же­ст­кость мо­ле­ку­лы, обу­слов­лен­ная аро­ма­ти­че­ски­ми ами­но­кис­ло­та­ми). Же­ла­тин - вы­со­ко­мо­ле­ку­ля­рен, но со­дер­жит пре­иму­ще­ст­вен­но али­фа­ти­че­ские ами­но­кис­ло­ты и ма­ло­ан­ти­ге­нен. Вве­де­ние в мо­ле­ку­лу же­ла­ти­на аро­ма­ти­че­ских ами­но­кис­лот по­вы­ша­ет его ан­ти­ген­ность. Сы­во­ро­точ­ный аль­бу­мин ме­нее ан­ти­ге­нен, чем сы­во­ро­точ­ный гам­ма-гло­бу­лин, это за­ви­сит от раз­ли­чий в мо­ле­ку­ляр­ной мас­се и струк­ту­ры этих бел­ков.

3.2. Им­му­но­ген­ность - спо­соб­ность вы­зы­вать раз­ви­тие не­вос­при­им­чи­во­сти к инфекционному за­бо­ле­ва­нию. Это по­ня­тие при­ме­ня­ет­ся для ха­рак­те­ри­сти­ки мик­роб­ных ан­ти­ге­нов, вхо­дя­щих в вак­цин­ные пре­па­ра­ты. На­при­мер, взвесь уби­тых па­ло­чек дифтерии об­ла­да­ет вы­со­кой ан­ти­ген­но­стью, но низ­кой им­му­но­ген­но­стью. Вве­де­ние та­кой взве­си не соз­да­ет не­вос­при­им­чи­во­сти к диф­те­рии. В то же вре­мя, обез­вре­жен­ный фор­ма­ли­ном диф­те­рий­ный ток­син (ана­ток­син), об­ла­даю­щий не­вы­со­ки­ми ан­ти­ген­ны­ми свой­ст­ва­ми, соз­да­ет при вве­де­нии в ор­га­низм че­ло­ве­ка эф­фек­тив­ный им­му­ни­тет к диф­те­рии.

В со­ста­ве бак­те­рий вы­де­ля­ют так называемые про­тек­тив­ные ан­ти­ге­ны, обес­пе­чи­ваю­щие соз­да­ние эф­фек­тив­но­го им­му­ни­те­та. Не­об­хо­ди­мо, что­бы вак­ци­ны со­дер­жа­ли про­тек­тив­ные ан­ти­ге­ны со­от­вет­ст­вую­ще­го воз­бу­ди­те­ля.

3.3. Спе­ци­фич­ность ан­ти­ге­на обу­слов­ле­на ан­ти­ген­ны­ми де­тер­ми­нан­та­ми мо­ле­ку­лы ан­ти­ге­на. Спе­ци­фич­ность ан­ти­ге­на оп­ре­де­ля­ет его уни­каль­ность, от­ли­чие от лю­бо­го дру­го­го ан­ти­ге­на как в от­но­ше­нии спо­соб­но­сти вы­зы­вать син­тез спе­ци­фич­ных к се­бе ан­ти­тел, так и в от­но­ше­нии спо­соб­но­сти спе­ци­фи­че­ски реа­ги­ро­вать толь­ко с ан­ти­те­ла­ми к это­му ан­ти­ге­ну.

Ан­ти­ген­ная де­тер­ми­нан­та (ина­че - эпи­топ) - это уча­сток мо­ле­ку­лы ан­ти­ге­на, оп­ре­де­ляю­щий спе­ци­фич­ность ан­ти­ге­на, его от­ли­чие от дру­гих ан­ти­ге­нов в им­му­но­ло­ги­че­ских ре­ак­ци­ях. Антигенные детерминанты должны быть топографическими, то есть составленными из структур на поверхности молекул, и могут быть построены двумя способами. Они могут содержаться в пределах отдельного сегмента первичной последовательности аминоксислот. Их называют последовательными эпитопами. Эпитопы могут быть также конформационной природы. Это эпитопы, зависящие от конформации молекулы антигена, поэтому эпитоп может быть сформирован остатками аминокислот, находящихся на расстоянии от друг друга. За счет кон­фор­ма­ци­он­ных про­цес­сов эти ами­но­кис­ло­ты ока­зы­ва­ют­ся ря­дом и об­ра­зу­ют эпи­топ. При де­на­ту­ра­ции мо­ле­ку­лы ан­ти­ге­на на­ру­ша­ет­ся ее кон­фор­ма­ция и ме­ня­ет­ся ан­ти­ген­ная струк­ту­ра. Ан­ти­ген­ная де­тер­ми­нан­та обыч­но со­сто­ит из 3 - 5 ами­но­кис­лот­ных ос­тат­ков. Ан­ти­ге­ны стро­го спе­ци­фич­ны, ка­ж­дый мо­жет реа­ги­ро­вать толь­ко с ан­ти­те­лом к это­му ан­ти­ге­ну, но не с ан­ти­те­ла­ми про­тив дру­го­го ан­ти­ге­на. Од­на­ко, мо­ле­ку­ла ан­ти­ге­на мо­жет со­дер­жать не од­ну ан­ти­ген­ную де­тер­ми­нан­ту, а не­сколь­ко - от од­ной до не­сколь­ких де­сят­ков в од­ной мо­ле­ку­ле. Это обу­слов­ли­ва­ет по­ли­ва­лент­ность ан­ти­ге­на и его спо­соб­ность од­но­вре­мен­но реа­ги­ро­вать с не­сколь­ки­ми мо­ле­ку­ла­ми ан­ти­тел.

Су­ще­ст­ву­ют пе­ре­кре­ст­но реа­ги­рую­щие ан­ти­ге­ны, т. е. та­кие, ко­то­рые мо­гут реа­ги­ро­вать с ан­ти­те­ла­ми, вы­ра­бо­тан­ны­ми про­тив дру­го­го ан­ти­ге­на. Это не оп­ро­вер­га­ет глав­ной ак­сио­мы им­му­но­ло­гии - спе­ци­фич­но­сти взаи­мо­дей­ст­вия ан­ти­те­ла с ан­ти­ге­ном. Раз­ные ес­те­ст­вен­ные ан­ти­ге­ны мо­гут иметь ан­ти­ген­ные детерминанты, по ко­то­рым они раз­ли­ча­ют­ся, и ан­ти­ген­ные де­тер­ми­нан­ты, оди­на­ко­вые у раз­ных мик­ро­ор­га­низ­мов, рас­ти­тель­ных или жи­вот­ных бел­ков и по­ли­са­ха­ри­дов. Воз­мож­ность на­ли­чия раз­ных ан­ти­ген­ных де­тер­ми­нант в од­ной мо­ле­ку­ле ан­ти­ге­на и оди­на­ко­вых ан­ти­ге­нов в со­ста­ве раз­ных мик­ро­ор­га­низ­мов обес­пе­чи­ва­ет спо­соб­ность мо­ле­ку­ляр­но­го или корпускулярного ан­ти­ге­на реа­ги­ро­вать с ан­ти­те­ла­ми раз­ной спе­ци­фич­но­сти. Пе­ре­кре­ст­ные ре­ак­ции иг­ра­ют важ­ную роль в им­му­ни­те­те и долж­ны учи­ты­вать­ся при оп­ре­де­ле­нии ви­да мик­ро­ор­га­низ­мов по его ан­ти­ге­нам.

В лабораторной практике перекрестные реакции часто наблюдаются между антисыворотками к некоторым бактериальным антигенам и антигенам, существующим в клетках, например - на эритроцитах. Антигены, выявленные таким образом, известны как гетерофильные антигены. Наиболее хорошо изученный из гетерофильных антигенов - антиген Форссмана. Он присутствует на эритроцитах многих видов животных, также как и в бактериях , например - Streptococcus pneumoniae и Salmonella. Другой гетерофильный антиген найден в Escherichia coli и эритроцитах людей с группой крови B. Эти перекрестные реакции, вероятно, ответственны за формирование антител, находящихся у лиц определенных групп крови, которые реагируют с эритроцитами лиц других групп крови. Эти антитела известны как изогемагглютинины, потому что они способны вызывать склеивание эритроцитов - гемагглютинацию.

Treponema pallidum содержит липидный комплекс, антигенно родственный подобными комплексам нормальных такней человека и животных. На этом основана реакция Вассермана для диагностики сифилиса.

4. АН­ТИ­ГЕ­НЫ МИК­РОБ­НЫХ КЛЕ­ТОК

Ан­ти­ген­ны­ми свой­ст­ва­ми об­ла­да­ют бел­ки, по­ли­са­ха­ри­ды, ли­по­по­ли­са­ха­ри­ды бак­те­рий. В со­ста­ве бак­те­рий раз­ли­ча­ют:

Груп­по­вые ан­ти­ге­ны (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).

В бак­те­ри­аль­ной клет­ке вы­де­ля­ют со­ма­ти­че­ские О-ан­ти­ге­ны, жгу­ти­ко­вые Н-ан­ти­ге­ны, обо­ло­чеч­ные ли­бо кап­суль­ные К-ан­ти­ге­н (рис.7.1).

Со­ма­ти­че­ские ан­ти­ге­ны, хо­тя и на­зы­ва­ют­ся ан­ти­ге­на­ми те­ла мик­ро­ор­га­низ­ма, но рас­по­ла­га­ют­ся в обо­лоч­ке бак­те­рий. По хи­ми­че­ской при­ро­де они яв­ля­ют­ся ли­по­по­ли­са­ха­ри­да­ми и тер­мо­ста­биль­ны, мо­гут не те­рять ан­ти­ген­ных свойств по­сле про­гре­ва­ния при 100 °С в те­че­ние 2 ч. Бактерии обычно имеют несколько O - антигенов одновременно.

Про­тек­тив­ные ан­ти­ге­ны - это ан­ти­ге­ны, спо­соб­ные вы­зы­вать в ор­га­низ­ме об­ра­зо­ва­ние эф­фек­тив­но­го про­ти­во­ин­фекцион­но­го иммунитета, на­при­мер - ан­ти­ге­ны воз­бу­ди­те­лей чу­мы, си­бир­ской яз­вы, кок­лю­ша, бру­целл. Не­ко­то­рые воз­бу­ди­те­ли не со­дер­жат ак­тив­ных про­тек­тив­ных ан­ти­ге­нов, из та­ких мик­ро­ор­га­низ­мов су­ще­ст­вую­щи­ми ме­то­да­ми не уда­ет­ся соз­дать эф­фек­тив­ную про­фи­лак­ти­че­скую вак­ци­ну (на­при­мер - из воз­бу­ди­те­ля го­но­реи).

Ан­ти­ген­ная струк­ту­ра бак­те­рий име­ет боль­шое зна­че­ние в иден­ти­фи­ка­ции вы­де­лен­ных чис­тых куль­тур бак­те­рий, так как оп­ре­де­ле­ние ан­ти­ге­нов бак­те­рий по их ре­ак­ци­ям с им­мун­ны­ми сы­во­рот­ка­ми ис­поль­зу­ет­ся при иден­ти­фи­ка­ции вы­де­лен­ной чис­той куль­ту­ры не толь­ко до ви­да, но и до се­ро­ло­ги­че­ско­го ва­ри­ан­та.

Рис. 7.1. Антигенная

структура бактерий

Се­ро­ва­ры мик­ро­ор­га­низ­мов - ва­ри­ан­ты мик­ро­ор­га­низ­мов, раз­ли­чаю­щие­ся внут­ри ви­да по ан­ти­ген­ной струк­ту­ре.

На­при­мер, воз­бу­ди­тель бо­ту­лиз­ма мо­жет быть 7 се­ро­ло­ги­че­ских ва­ри­ан­тов (се­ро­ва­ров), при­чем ка­ж­дый се­ро­вар об­ра­зу­ет бо­ту­ли­ни­че­ский ток­син, отличающийся про ан­ти­ген­ной струк­ту­ре от дру­гих се­ро­ва­ров. Это име­ет очень большое прак­ти­че­ское зна­че­ние, так как для ле­че­ния бо­ту­лиз­ма ис­поль­зу­ет­ся им­мун­ная сы­во­рот­ка, со­дер­жа­щая ан­ти­те­ла про­тив со­от­вет­ст­вую­ще­го ан­ти­ген­но­го ва­ри­ан­та ток­си­на. Толь­ко не­ко­то­рые се­ро­ва­ры ки­шеч­ной па­лоч­ки вы­зы­ва­ют вспыш­ки ко­ли­эн­те­ри­тов у де­тей.

5. АН­ТИ­ГЕ­НЫ ЖИ­ВОТ­НЫХ ТКА­НЕЙ

Мы, ко­неч­но, бу­дем го­во­рить пре­иму­ще­ст­вен­но об ан­ти­ге­нах че­ло­ве­ка. Вы­де­ля­ют три ос­нов­ные груп­пы ан­ти­ге­нов жи­вот­ных тка­ней: ви­до­вые ан­ти­ге­ны, ан­ти­ге­ны эрит­ро­ци­тов и ан­ти­ге­ны ядер­ных кле­ток.

Ви­до­вые ан­ти­ге­ны ха­рак­тер­ны для био­ло­ги­че­ско­го ви­да, у че­ло­ве­ка они пред­став­ле­ны сы­во­ро­точ­ны­ми бел­ко­вы­ми ан­ти­ге­на­ми. В сы­во­рот­ке кро­ви че­ло­ве­ка об­на­ру­жи­ва­ют око­ло 16 раз­лич­ных ан­ти­ге­нов. В су­деб­ной ме­ди­ци­не, на­при­мер, ис­поль­зу­ют вы­яв­ле­ние этих ан­ти­ге­нов для оп­ре­де­ле­ния ви­до­вой при­над­леж­но­сти пя­тен кро­ви или дру­гих био­ло­ги­че­ских жид­ко­стей.

Ан­ти­ге­ны эрит­ро­ци­тов - гликопротеины, их обыч­но на­зы­ва­ют изо­ан­ти­ге­на­ми. По этим ан­ти­ге­нам лю­ди раз­деляются в пре­де­лах ви­да на от­дель­ные груп­пы. Из­вест­но бо­лее 100 эрит­ро­ци­тар­ных ан­ти­ге­нов, они объ­е­ди­ня­ют­ся в 19 изо­эрит­ро­ци­тар­ных сис­тем. По этим ан­ти­ге­нам все лю­ди раз­де­ля­ют­ся на 4 груп­пы кро­ви сис­те­мы АВ0, пред­ста­ви­те­ли ка­ж­дой из них мо­гут быть ре­зус-по­ло­жи­тель­ны­ми и ре­зус-от­ри­ца­тель­ны­ми. Изо­ан­ти­ге­ны эрит­ро­ци­тов сис­тем АВ0 и Rh (ре­зус-ан­ти­ге­ны) име­ют боль­шое зна­че­ние при пе­ре­ли­ва­нии кро­ви.

Ан­ти­ге­ны ядер­ных кле­ток, яв­ля­ют­ся так­же гли­ко­про­теи­на­ми кле­точ­ных мем­бран. Их на­зы­ва­ют HLA (англ. Human leucocyte antigens) - че­ло­ве­че­ские лей­ко­ци­тар­ные ан­ти­ге­ны, так как на прак­ти­ке для оп­ре­де­ле­ния ан­ти­ген­ной струк­ту­ры тка­ней до­но­ра и ре­ци­пи­ен­та при пе­ре­сад­ках ор­га­нов оп­ре­де­ля­ют имен­но ан­ти­ге­ны лей­ко­ци­тов. Эти ан­ти­ге­ны со­став­ля­ют глав­ный ком­плекс гис­то­сов­ме­сти­мо­сти (ГКС по - русски, MHC - по - английски). Ан­ти­ге­ны ГКС пред­став­ле­ны на мем­бра­нах всех ядер­ных кле­ток.

Раз­ли­ча­ют два клас­са HLA. HLA клас­са I со­сто­ят из двух по­ли­пеп­тид­ных це­пей с раз­ной мо­ле­ку­ляр­ной массой ( - цепь с мо­ле­ку­ляр­ной массой 44 кДа, ( - цепь - 11,6 кДа). Ос­нов­ная био­ло­ги­че­ская роль этих ан­ти­ге­нов - обо­зна­че­ние для им­мун­ной системы“ своего”, не под­ле­жа­ще­го ата­ке. НLA I клас­са раз­де­ля­ют на А, B и C. По дан­ным ВОЗ 1980 г. на­чи­ты­ва­ют 20 ан­ти­ге­нов HLA - А, 42 ан­ти­ге­на HLA - В и 8 ан­ти­ге­нов HLA - С. Эти ан­ти­ге­ны оп­ре­де­ля­ют с по­мо­щью ан­ти­тел, об­ра­зую­щих­ся в ор­га­низ­ме бе­ре­мен­ных жен­щин в ре­зуль­та­те им­му­ни­за­ции ан­ти­ге­на­ми пло­да.

HLA-ан­ти­ге­ны клас­са II со­сто­ят из двух по­ли­пеп­тид­ных це­пей при­мер­но оди­на­ко­вой мо­ле­ку­ляр­ной массы (34 и 38 кДа). Эти ан­ти­ге­ны представлены, пре­ж­де всего, на мем­бра­нах кле­ток, уча­ст­вую­щих в им­мун­ном от­ве­те - мак­ро­фа­гов, Т - и В-лим­фо­ци­тов. Их раз­де­ля­ют на HLA - D и HLA - DR и оп­ре­де­ля­ют при со­вме­ст­ном куль­ти­ви­ро­ва­нии лим­фо­ци­тов, при­чем ан­ти­ге­ны D сов­па­да­ют с со­от­вет­ст­вую­щи­ми ан­ти­ге­на­ми DR. Ан­ти­ге­ны D\DR при­ни­ма­ют уча­стие в ре­гу­ля­ции им­мун­но­го от­ве­та.

Та­ким об­ра­зом, из­вест­но 82 ва­ри­ан­та ан­ти­ге­нов сис­те­мы HLA. Их при­сут­ст­вие в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка кон­тро­ли­ру­ет­ся ге­на­ми 6-й хро­мо­со­мы. Рас­че­ты по­ка­зы­ва­ют, что сов­па­даю­щий на­бор ан­ти­ге­нов ГКС мо­жет тео­ре­ти­че­ски быть у двух лиц из 5 мил­ли­ар­дов че­ло­век, т.е. прак­ти­че­ски оди­на­ко­вый на­бор мо­гут иметь толь­ко однояйцовые близ­не­цы.

Ус­та­нов­ле­на тес­ная связь не­ко­то­рых ан­ти­ге­нов HLA с оп­ре­де­лен­ны­ми за­бо­ле­ва­ния­ми. На­при­мер, от 71 до 100 % лиц, стра­даю­щих ан­ки­ло­зи­рую­щим спон­ди­ли­том, име­ют ан­ти­ген HLA-B27, в то вре­мя как сре­ди здо­ро­вых лиц час­то­та на­ли­чия это­го ан­ти­ге­на все­го 3 - 12 %. Ли­ца с антигеном B7 час­то ха­рак­те­ри­зу­ют­ся им­му­но­ло­ги­че­ской де­фект­но­стью по от­но­ше­нию к оп­ре­де­лен­но­му ви­ру­су, что мо­жет при­во­дить к раз­ви­тию латентной ви­рус­ной ин­фек­ции.

Оп­ре­де­ле­ние ан­ти­ге­нов эрит­ро­ци­тов и сис­те­мы HLA име­ет зна­че­ние для ис­клю­че­ния от­цов­ст­ва, ма­те­рин­ст­ва, так существуют чет­кие за­ко­ны на­сле­до­ва­ния этих ан­ти­ге­нов.

Су­ще­ст­ву­ет ор­ган­ная, ор­га­но­ид­ная, ста­ди­ос­пе­ци­фич­ность. На­при­мер, аль­фа-фе­то­про­те­ин со­дер­жит­ся в ор­га­низ­ме пло­да, а у взрос­ло­го не об­на­ру­жи­ва­ет­ся. Ес­ли его находят в ор­га­низ­ме взрос­ло­го - это ука­зы­ва­ет на за­бо­ле­ва­ние пер­вич­ным ра­ком пе­че­ни.

Су­ще­ст­ву­ет так­же па­то­ло­ги­че­ская спе­ци­фич­ность (ожо­го­вые, лу­че­вые, ра­ко­вые ан­ти­ге­ны, ау­то­ан­ти­ге­ны), ко­то­рая по­яв­ля­ет­ся в ре­зуль­та­те из­ме­не­ния струк­ту­ры бел­ков ор­га­низ­ма, ад­сорб­ции хи­ми­че­ских ве­ществ на клет­ках, трав­мы.