Антигены вирусов
А
24
нтигены вирусов входят в состав вириона (вирусные) или являются вирусиндуцированными и находятся на поверхности или внутри инфицированной клетки. Вирусиндуцированные антигены образованы функциональными белками (ферментами), синтезируемыми в клетке на ранних стадиях репродукции вирусов.Антигенными свойствами обладают белки, гликопротеиды, липопротеиды, ферменты вирионов. В составе вирионов простых вирусов имеется 1–2 антигена, которые могут значительно различаться по антигенной специфичности. Этим обусловлено наличие у них множества сероваров. Например, у энтеровирусов выявлено от 2 до 34 сероваров.
В структуре вирусной частицы различают несколько групп антигенов: ядерные (сердцевинные или коровые нуклеопротеиды), капсидные (или оболочечные) и суперкапсидные. На поверхности некоторых вирусных частиц встречаются особые V-антигены – гемагглютинин и фермент нейраминидаза (у вируса гриппа).
Антигены вирусов различаются по происхождению. Часть из них – вирусоспецифические. Информация об их строении картирована в НК вируса. Другие антигены вирусов являются компонентами клетки хозяина (углеводы, липиды), они захватываются во внешнюю оболочку вируса при его выходе из клетки-хозяина путем почкования. Все вирусные Аг Т-зависимые.
Антигенный состав вириона зависит от строения самой вирусной частицы. Антигенная специфичность простоорганизованных вирусов связана с рибо- и дезоксирибонуклеопротеинами. Эти вещества хорошо растворяются в воде и поэтому обозначаются как S-антигены (от лат. solutio – раствор). У сложноорганизованных вирусов часть антигена связана с нуклеокапсидом (нуклеокапсидные Аг), а другая – локализуется во внешней оболочке – суперкапсиде (поверхностные Аг).
Поверхностные антигены обладают большей иммуногенностью и вариабельностью (например, гемагглютинин и нейраминидаза вируса гриппа типа А).
Поскольку в состав суперкапсидов часто включаются мембранные белки клеток-мишеней, в результате формируется антигенная или молекулярная мимикрия паразита к хозяину. Это снижает или извращает иммунный ответ, так как возможно образование гетероспецифических антител, реагирующих с поверхностными структурами клеток макроорганизма.
А
25
нтигенные детерминанты вирусов расположены поверхностно, где наиболее доступны взаимодействию с антителами. Они определяют родовую, видовую, вариантную и штаммовую специфичность.А
26
нтигены многих вирусов отличаются высокой степенью изменчивости. Это связано с постоянным мутационным процессом, который претерпевает генетический аппарат вирусной частицы. Примером могут служить вирус гриппа, вирусы иммунодефицитов человека.
Процессинг антигенов
П
27
роцессинг антигенов – это их судьба в организме. Одной из важнейших функций макрофагов является переработка антигена в иммуногенную форму (это собственно и есть процессинг антигена) и представление его иммунокомпетентным клеткам. В процессинге, наряду с макрофагами, участвуют В-лимфоциты, дендритные клетки, Т-лимфоциты.Под процессингом понимают такую переработку антигена, в результате которой пептидные фрагменты антигена (эпитопы), необходимые для передачи (представления), отбираются и связываются с белками МНС класса 2 (или класса II). В таком комплексном виде антигенная информация передается лимфоцитам. Дендритные клетки имеют значение в фиксации и длительном хранении (депонировании) переработанного антигена.
Экзогенные антигены подвергаются эндоцитозу и расщеплению в антиген-представляющих (презентирующих) клетках. Фрагмент антигена, содержащий антигенную детерминанту, в комплексе с молекулой класса 2 МНС транспортируется к плазматической мембране антигенпредставляющей клетки, встраивается в нее и представляется CD4 Т-лимфоцитам.
Эндогенные антигены – продукты собственных клеток организма. Это могут быть вирусные белки или аномальные белки опухолевых клеток. Их антигенные детерминанты представляются CD8 Т-лимфоцитам в комплексе с молекулой класса 1 МНС.
Важно напомнить, что антиген – это инициатор и движущая сила всех реакций приобретенного иммунитета. Иммунная система возникла для распознавания и разрушения чужеродных антигенов, а также устранения источника их образования – бактерий, инфицированных вирусом клеток и т.п. Когда антиген элиминирован, иммунный ответ прекращается.
Антигены гистосовместимости
При пересадках органов возникает проблема совместимости тканей, связанная со степенью их генетического родства, реакциями отторжения чужеродных аллогенных и ксеногенных трансплантатов, т.е. проблемами трансплантационного иммунитета. Трансплантационные антигены во многом определяют индивидуальную антигенную специфичность организма. Совокупность генов, определяющих синтез трансплантационных антигенов, получила название главной системы гистосовместимости. У людей она часто называется системой HLA (Human leucocyte antigens), в связи с четким представительством на лейкоцитах трансплантационных антигенов. Гены этой системы расположены на коротком плече хромосомы № 6 у человека.
С
28
истема HLA - это система сильных антигенов. Спектр молекул МНС уникален для организма, что определяет его биологическую индивидуальность и позволяет различать «чужое -несовместимое».По химической структуре и функциональному назначению антигены МНС подразделяют на два класса:
антигены (молекулы) I класса МНС представлены в разных количествах на поверхности всех ядросодержащих клеток. Больше всего их на лимфоцитах и лейкоцитах. Они являются тканевыми антигенами и играют важную роль в процессах отторжения пересаженных аллогенных тканей. Кроме того, они представляют чужеродный антиген (обычно вирусный) для избирательного уничтожения киллерными клетками;
антигены (молекулы) II класса МНС находятся на мембране иммунокомпетентных клеток – макрофагов, моноцитов, В-лимфоцитов, активированных Т-клеток, дендритных клеток и др. Эти клеточные молекулы участвуют в представлении Т-лимфоцитам чужеродного антигена в иммуногенной форме для распознавания.
П
29
о химической природе Аг I класса МНС – это гликопротеины клеточных мембран, которые состоят из двух полипептидных цепей – тяжелой α-цепи с большой молекулярной массой и легкой (β-цепи с меньшей молекулярной массой. Тяжелая цепь проникает через мембрану клетки. Она нековалентно связана с легкой цепью, которая не является трансмембранной. Аг II класса МНС – состоят из двух трансмембранных микроглобулинов почти равной молекулярной массы.Г
29
ены МНС. Генетический контроль развития и функционирования иммунной системы осуществляется комплексом генов МНС, который состоит из 4–106 пар нуклеотидов ДНК (около 50 генов), локализованных в хромосоме 6. Именно они формируют антигенную индивидуальность каждой особи определенного вида. Семь генетических локусов системы разделены на 3 класса:гены I класса контролируют экспрессию (выход на поверхность клеток) антигенов I класса МНС;
гены II класса контролируют антигены II класса МНС;
гены III класса контролируют синтез иммунорегуляторных цитокинов (факторы некроза опухолей) и некоторых компонентов комплемента.
C
30
D-номенклатура и CD-антигеныНа поверхности лимфоцитов (как и других клеток ИС) присутствует множество разнообразных молекул, которые могут служить метками (маркерами) различных субпопуляций.
Разработана систематизированная номенклатура маркерных молекул; в ней определенные маркеры (антигены) совпадающей специфичности связывания моноклональными антителами объединяют в одну группу, присваивая ей номер в системе CD. (Cluster Designation – групповая метка). По структуре CD представляют собой гликопротеиды, многие из которых относятся к суперсемейству иммуноглобулинов. В создании номенклатуры и классификации CD участвуют многие специализированные лаборатории разных стран.
C
32
31
D-антигены используют для выявления отличий в группах клеток, из которых наиболее широкое распространение получили маркеры иммунокомпетентных клеток. Например, CD3 экспрессируется на популяции Т-лимфоцитов, CD4 характерен для субпопуляции Т-хелперов, a CD8 – цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров). CD11а обнаруживается на цитоплазматических мембранах моно- и гранулоцитов, а CD11b – на естественных киллерах. Список CD-маркеров довольно обширный, он насчитывает около 200 вариантов. Информация о структуре маркеров закодирована в различных участках генома, а экспрессия зависит от популяции клеток, стадии дифференцировки клетки и ее функционального состояния.Важнейшими дифференцировочными антигенами Т-лимфоцитов человека являются следующие:
СD2 (gp 50) - антиген, характерный для Т-лимфоцитов, тимоцитов, NK клеток. Он идентичен рецептору эритроцитов барана и обеспечивает образование розеток с ними (методика определения Т-клеток).
CD3 (комплекс белковых молекул) – необходимы для функционирования любых Т-клеточных рецепторов (ТкР). Молекулы CD3 имеют все субклассы Т-лимфоцитов. Взаимодействие ТкР-CD3 с представляющей антиген молекулой МНС класса 1 или 2 определяет характер и реализацию иммунного ответа. Маркер CD3 характеризует общий уровень Т-лимфоцитов периферической крови.
CD4 (gp 55) – относится к стабильным маркерам выявления Т-лимфоцитов с функцией хелперов и индукторов (Т4+ лимфоциты). Около 2/3 Т-лимфоцитов периферической крови в норме имеют CD4.. Являются корецептором (местом связывания) детерминант белковых молекул МНС класса 2. Является специфическим рецептором для оболочечных белков вируса иммунодефицита человека ВИЧ-1 (gp l20) и ВИЧ-2. Именно молекула CD4 связывает оболочечный белок ВИЧ, что и приводит к проникновению вируса внутрь Т-хелпера.
CD8 (gp 32-33) экспрессируются на 1/3 периферических Т-лимфоцитов, Т8+ лимфоциты относятся к цитотоксической и супрессорной субпопуляции Т-клеток. Клетки с данным маркером обладают преимущественно цитотоксической активностью (Тц). При контакте с клеткой-мишенью CD8 выступает в роли корецептора для белков HLA класса 1.
С
33
оотношение CD4+/ CD8+ клеток – один из параметров оценки иммунного статуса. В нормальных условиях это отношение >1 и отражает доминирующее влияние стимулирующих факторов на иммунный ответ. При некоторых иммунодепрессивных состояниях отношение может быть обратным (<1), указывая на преимущественное влияние супрессорных эффектов, лежащих в основе иммунодепрессии (СПИД).Основные CD-дифференцировочные рецепторы В-лимфоцитов – это CD19-22.