Реакції імунітету, їх практичне застосування

Реакції імунітету — це реакції між антигенами й антитілами або між антигенами і сенсибілізованими лімфоцитами. Ці реакції мо­жуть відбуватися в живому організмі (in vivo) і зумовлювати імун­ний стан; вони також можуть відбуватися поза організмом (in vitro) у лабораторних умовах.

Реакції імунітету мають дві властивості: високу чутливість і спе­цифічність. Завдяки високій чутливості можна виявити антиген або антитіло навіть у разі їх незначної кількості в досліджуваному ма­теріалі, а завдяки високій специфічності можна відрізнити навіть схожі між собою антигени.

На основі цього реакції імунітету знайшли широке застосування в інфекційній і неінфекційній імунології, мікробіології, генетиці, молекулярній біології, онкології та інших галузях науки.

Залежно від типу імунної відповіді реакції імунітету поділяють на дві групи: реакції з участю антитіл і реакції з участю сенсибілізо­ваних лімфоцитів.

Реакції між антигенами й антитілами називають гуморальними (від лат. humor — рідина), або серологічними (від лат. serum — си­роватка). Це пов'язано з тим, що в реакціях беруть участь антитіла (імуноглобуліни) сироватки крові.

Реакції між антигенами і сенсибілізованими лімфоцитами нази­вають клітинними.

В обох групах можна виділити основні реакції та їх варіанти. Се­ред серологічних до основних відносять реакції: аглютинації, пре­ципітації, зв'язування комплементу, цитолізу, нейтралізації, іму-нофлуоресценції. Серед клітинних до основних відносять реакції: туберкулінового типу (шкірні), бласттрансформації лімфоцитів, розеткоутворення, гальмування міграції макрофагів. Клітинні ре­акції частіше використовують для виявлення алергійного (в тому числі при інфекційних хворобах) й імунодефіцитного станів.

Серологічні реакції — це реакції між антигенами й антитілами

— вони відбуваються у дві фази. І фаза — специфічна, під час якої утворюється комплекс антиген—антитіло (АГ—АТ). Цей комплекс невидимий, але він набуває чутливості до неспецифічних компо­нентів реакції (електролітів, фагоцитів, комплементу). II фаза — неспецифічна. Утворений комплекс взаємодіє з неспецифічними компонентами реакції, що супроводжується видимими змінами: склеюванням, розчиненням, утворенням осаду.

Реакції називають за кінцевим результатом, а кінцевий резуль­тат реакції залежить від фізико-хімічних властивостей антигену і умов середовища.

У реакції аглютинації антигеном є бактеріальні клітини або ери­троцити, перебіг реакції відбувається за наявності електролітів.

У реакції преципітації антигеном є окремі молекули (білки, по­лісахариди, вони можуть бути як повноцінними антигенами, так і гаптенами), тому як антигени використовують екстракти органів і тканин, лізати культур мікроорганізмів. Перебіг реакції відбуваєть­ся за наявності електролітів.

У реакції імунного лізису (цитолізу) антигеном є клітини: у ре­акції бактеріолізу — бактерії, гемолізу — еритроцити, цитолізу

— інші клітини. Ці реакції відбуваються обов'язково за наявності комплементу.

У реакції зв'язування комплементу антигеном є клітини й окре­мі молекули (повноцінні антигени і гаптени). Реакції відбуваються за наявності комплементу.

Реакції нейтралізації спрямовані на нейтралізацію токсинів або вірусів за наявності електролітів.

У лабораторній практиці серологічні реакції найчастіше вико­ристовують для діагностики інфекційних хвороб. При цьому про­водять виявлення антитіл або антигенів у сироватці крові хворого — серологічна діагностика, або визначають вид і тип збудника, ви­діленого з організму, — серологічна ідентифікація збудника.

Серологічні реакції використовують також для визначення ти­тру (активності) сироватки в наукових дослідженнях.

У всіх цих випадках для визначення невідомого антигену вико­ристовують відоме антитіло, тобто відому імунну діагностичну си­роватку, а для визначення невідомого антитіла — відомий антиген (д іагностикум).

Для серологічної діагностики інфекційних хвороб найчастіше використовують такі реакції.

Реакція аглютинації (РА) — це склеювання мікробів або інших клітин під дією антитіл за наявності електроліту, яке проявляється утворенням видимого осаду — аглютинату. РА можна ставити на склі (орієнтовна реакція) і в пробірках — розгорнута реакція. Діа­гностичний титр антитіл визначають за максимальним розведенням сироватки, у якому вона здатна давати видиму реакцію з антигеном (діагностикумом). Для більшості інфекцій діагностичним вважають титр сироватки 1:100, але РА ставлять повторно для виявлення на­ростання титру антитіл.

Реакція непрямої гемаглютинації (РИГА). Антиген, який ви­користовують для проведення реакції, попередньо адсорбують на поверхні еритроцитів (еритроцитарний діагностикум). Ця реак­ція більш чутлива, ніж РА, тому її можна проводити в більш ранні терміни від початку захворювання. РИГА також застосовують для виявлення хронічних хвороб і хронічного носійства, коли відбува­ється накопичення невеликої кількості антитіл.

Реакція коаглютинації — варіант реакції пасивної аглютина- ції. У цій реакції використовують антитільний діагностикум. Його готують шляхом дії специфічних антитіл на стафілокок, який має здатність адсорбувати на своїй поверхні Рс-фрагмент і

а РаЬ-фрагменти при цьому залишаються вільними. Якщо на предметне скло нанести краплю 2 % розчину цього діагностикуму і додати до нього краплю зависі досліджуваних бактерій, то через 30—60 с з'являється чітка зернистість (позитивна реакція).

Реакція агрегат-гемаглютинації (РАГА). У цій реакції використовують еритроцити, на яких адсорбовані антитіла (антитільний еритроцитарний діагностикум). Він дає змогу виявити в сироватці крові антигени та циркулюючі імунні комплекси.

Реакція Кумбса застосовується для виявлення неповних антитіл у сироватці крові (при бруцельозі). Реакція проходить у дві фази.

I фаза — взаємодія неповних антитіл (сироватка крові хворого) з корпускулярним антигеном. Результат невидимий, оскільки утворюється низькомолекулярний комплекс антиген — антитіло.

II фаза — взаємодія антиглобулінової сироватки з комплексом антиген — антитіло. Антиглобулінова сироватка зв'язує комплекси між собою і утворює видиму зернистість (аглютинат).

Реакція преципітації (РП). На нерозведену сироватку в пробірці нашаровують розведений антиген. Якщо антиген і антитіло відповіда­ють один одному, то через кілька хвилин з'являється осад у вигляді каламутного кільця. Реакцію застосовують для діагностики менінгіту, виявлення антигену збудника сибірки, у судово-медичній експертизі, для виявлення фальсифікації харчових продуктів. РП можна ставити в гелі для виявлення токсигенності збудників дифтерії.

Реакцію імунофлуоресценції (РІФ) використовують (експрес-діагностика, від англ. express — підвищена швидкість) для вияв­лення антигену за допомогою антитіл, які помічені флуорохромом (барвником, який світиться під дією ультрафіолетових променів, що можна спостерігати в люмінесцентному мікроскопі). Антигени можна виявляти у патологічному матеріалі, не виділяючи чисту культуру збудника (збудник черевного тифу у фекаліях, збудник сибірки в уражених тканинах).

Реакція зв'язування комплементу (РЗК). Специфічна взаємодія антитіл IgG, IgM та антигену супроводжується адсорбцією компле­менту. Оскільки процес адсорбції комплементу комплексом антиген — антитіло не можна спостерігати візуально, у цю реакцію вводять гемолітичну систему (як індикатор). Вона складається із зависі ери­троцитів (антиген) і відповідної гемолітичної сироватки (антитіло). Якщо антиген відповідає антитілу, комплемент зв'язується комп­лексом антиген — антитіло і не міститься в розчині у вільному ста­ні. Після додавання індикаторної системи еритроцити випадають в осад (позитивна реакція). Якщо антиген не відповідає антитілу, комплемент залишається у вільному стані, тому у разі додавання ін­дикаторної системи комплемент зв'язується з нею, що призводить до гемолізу еритроцитів (негативна реакція). РЗК застосовують для діагностики сифілісу (реакція Вассермана), інфекцій рикетсіозної та вірусної етіології.

Реакція бактеріолізу використовується для діагностики холери. На поживне середовище в чашку Петрі висівають культуру холерного вібріона, а потім краплями наносять розведену сироватку крові хворого, в якій є комплемент і можуть бути антитіла. Посів культивують протягом 18—20 год за температури 37 °С. Якщо в сироватці крові є специфічні антитіла, то за наявності комплементу вони лізують культуру, і на поверхні поживного середовища з'являються стерильні плями на тому місці, куди була нанесена сироватка.

Реакція іммобілізації трепонем (PIT). Живі трепонеми (збудни­ки сифілісу) за наявності специфічних антитіл і комплементу ста­ють нерухливими.

Реакція гемаглютинації імунного прилипання. Реакція ґрунтується на тому, що комплекс антиген — антитіло за наявності комплементу здатний адсорбуватися на еритроцитах і спричинювати їх склеювання. Реакцію застосовують для діагностики вірусного гепатиту А.

Реакція гемолізу є складовою частиною РЗК. Суть її полягає в тому, що гемолітична сироватка здатна спричинювати лізис еритроцитів тільки за наявності комплементу.

Реакція імуноферментного аналізу (ІФА). При ІФА відбувається взаємодія антигену з антитілом, яке хімічно зв'язане з ферментом пероксидазою хріну або фосфатазою. Утворений комплекс антиген — антитіло виявляє ферментативну активність і розщеплює відпо­відний субстрат, що супроводжується зміною забарвлення. Інтен­сивність забарвлення залежить від кількості антитіл або антигенів у сироватці крові.

Реакції нейтралізації (РН). В їх основу покладена здатність ан­титіл специфічно нейтралізувати біологічну активність збудника або його токсинів в організмі тварин, курячих ембріонах і культурі клітин, а також у реакції гемаглютинації. Особливо широко їх ви­користовують для серологічної діагностики вірусних хвороб та іден­тифікації вірусів. З цією метою використовують РН росту вірусів і реакцію гальмування гемаглютинації (РГГА).