YUL. Antigeni
10.1.1. Opšti pogledi
Ontogeneza svakog makroorganizma odvija se u direktnom kontaktu sa ćelijama koje su mu strane, predćelijskim oblicima života, kao i pojedinačnim molekulima biološkog porekla. Svi ovi predmeti, budući da su strani, prepuni su velike opasnosti: kontakt s njima može poremetiti homeostazu i utjecati na tok biološki procesi pa čak i dovode do smrti makroorganizma. Stoga, strani biološki objekti predstavljaju evolucijski formiran rani signal opasnosti za imuni sistem: oni su glavni iritant i krajnja tačka primjene stečenog imunološkog sistema. Skup takvih objekata kao što su fenomeni biološkog svijeta naziva se antigen(iz grčkog anti- protiv i genos - stvoriti).
Antigen je biopolimer organske prirode, genetski stran makroorganizmu, koji, kada uđe u potonji, prepoznaje njegov imunološki sistem i izaziva imunološke reakcije usmjerene na njegovu eliminaciju.
Teoretski, antigen može biti molekul bilo kojeg organska materija, i štetno za makroorganizam i bezopasno. Konkretno, antigeni su komponente i otpadni proizvodi bakterija, gljivica, protozoa, virusnih čestica, životinjskih i biljnih organizama.
Antigeni imaju široku paletu porijekla. U suštini, oni su proizvod prirodne biološke sinteze bilo kojeg stranog organizma. U nekim slučajevima, antigeni se mogu formirati u vlastitom tijelu kada strukturne promjene
već sintetizirane molekule zbog biorazgradnje, poremećaja njihove normalne biosinteze (epigenetska mutacija) ili genetske mutacije stanica. Osim toga, antigeni se mogu dobiti umjetno kao rezultat ljudskih naučnih ili industrijskih aktivnosti, uključujući ciljanu hemijsku sintezu. Međutim, u svakom slučaju, molekul antigena će se razlikovati po genetskoj stranosti u odnosu na makroorganizam u koji je ušao.
Antigeni mogu prodrijeti u makroorganizam na različite načine: kroz kožu ili sluzokožu, direktno u unutrašnje okruženje tijelo, zaobilazeći integument ili se formirajući unutar njega. Antigene prepoznaju imunokompetentne stanice i izazivaju niz različitih imunoloških reakcija usmjerenih na njihovu inaktivaciju, uništavanje i uklanjanje.
Prema savremenim konceptima, proučavanje antigena je ključno za razumevanje osnova molekularno-genetskih mehanizama imunološke odbrane makroorganizma, kao i principa imunoterapije i imunoprofilakse.
10.1.2. Svojstva antigena
Antigeni imaju niz karakterističnih svojstava: antigenost, specifičnost I imunogenost.
10.1.2.1. Antigenost
Ispod antigenost razumiju potencijalnu sposobnost molekula antigena da aktivira komponente imunog sistema i specifično stupa u interakciju sa imunološkim faktorima (antitijela, klon efektorskih limfocita). Drugim riječima, antigen mora djelovati kao specifičan iritans u odnosu na imunokompetentne ćelije. Istovremeno, interakcija komponenti imunološkog sistema se ne događa kod svih
molekula u isto vrijeme, ali samo sa svojim malim dijelom, koji se tzv "antigenska determinanta" ili "epitop".
Razlikovati linearni, ili sekvencijalno, antigene determinante (na primjer, primarna aminokiselinska sekvenca peptidnog lanca) i površan, ili konformacijski(nalazi se na površini molekule antigena i rezultat je sekundarne ili više konformacije). Osim toga, postoje terminalni epitopi(nalazi se na krajevima molekula antigena) i centralno. Takođe odredite "duboko", ili skriveno, antigene determinante koje se pojavljuju tokom destrukcije biopolimera.
Veličina antigenske determinante je mala, ali može varirati. Određen je karakteristikama antigen-receptorskog dijela faktora imuniteta, s jedne strane, i tipom epitopa, s druge strane. Na primjer, regija koja se vezuje za antigen molekula imunoglobulina (i serum i receptor B-limfocita) je sposobna da prepozna linearnu antigenu determinantu formiranu od samo 5 aminokiselinskih ostataka. Konformaciona determinanta je nešto veća u odnosu na linearnu - za njeno formiranje je potrebno 6-12 aminokiselinskih ostataka. Receptorni aparat T-limfocita fokusiran je na antigene determinante različite strukture i veličine. Konkretno, T ćeliji ubica je potreban nanopeptid uključen u MHC klasu I za otkrivanje stranosti; Kada prepoznaje „prijatelja ili neprijatelja“, T-pomagaču je potreban oligopeptid od 12-25 aminokiselinskih ostataka u kompleksu sa MHC klase II.
Struktura i sastav epitopa su kritični. Zamjena barem jednog strukturnog elementa molekule dovodi do stvaranja fundamentalno nove antigenske determinante s različitim svojstvima. Također treba napomenuti da denaturacija dovodi do potpunog ili djelomičnog gubitka antigenskih determinanti ili pojave novih, pri čemu se gubi specifičnost antigena.
Budući da su molekuli većine antigena prilično velike veličine, mnogi antigenski dijelovi su određeni u njihovoj strukturi.
terminanta, koje prepoznaju antitijela i klonovi limfocita različitih specifičnosti. Dakle, antigenost supstance zavisi od prisustva i broja antigenskih determinanti u strukturi njene molekule.
Stranost je preduslov za implementaciju antigenosti. Prema ovom kriteriju, stečeni imunološki sistem razlikuje potencijalno opasne objekte biološkog svijeta sintetizirane iz stranog genetskog matrica. Koncept „stranosti“ je relativan, jer imunokompetentne ćelije nisu u stanju da direktno analiziraju strani genetski kod. Oni percipiraju samo indirektne informacije, koje se, kao u ogledalu, odražavaju u molekularnoj strukturi supstance.
Normalno, imuni sistem je imun na sopstvene biopolimere. Ako dođe do reakcije na bilo koji biopolimer u makroorganizmu, tada on, shodno tome, poprima strane karakteristike i imunološki sistem ga više ne percipira kao "moj". Sličan događaj se može javiti u nekim patološkim stanjima kao rezultat disregulacije imunološkog odgovora (vidi “autoantigeni”, “autoantitijela”, “autoimunost”, “autoimune bolesti”).
Alijenitet direktno zavisi od „evolucione udaljenosti“ između organizma primaoca i donora antigena. Što su dalje organizmi odvojeni jedan od drugog u filogenetskom razvoju, to je veća stranost, a samim tim i imunogenost njihovih antigena u međusobnom odnosu. Ovo svojstvo koriste biolozi i paleontolozi (pri proučavanju filogenije, pojašnjavanju klasifikacije itd.), forenzičari i kriminolozi (utvrđivanje krvnog srodstva, dokazi, falsifikovanje prehrambenih proizvoda itd.).
Alijenacija se primjetno manifestira čak i između jedinki iste vrste. Uočeno je da su supstitucije pojedinačnih aminokiselina, koje čine osnovu intraspecifičnog polimorfizma, efikasno prepoznate antitijelima u serološkim reakcijama.
Istovremeno, antigenske determinante čak i genetski nesrodnih životinja ili
strukturno različiti biopolimeri mogu imati određenu sličnost. U ovom slučaju, njihovi antigeni su u stanju da specifično komuniciraju sa istim imunološkim faktorima. Ovi antigeni se nazivaju unakrsna reakcija. Opisani fenomen je karakterističan, na primjer, za albumine, kolagene, mioglobine raznih životinjskih vrsta. Sličnosti su nađene i u antigenskim determinantama streptokoka, sarkolemi miokarda i bazalnoj membrani bubrega, Treponema pallidum i lipidni ekstrakt iz miokarda goveda, uzročnika kuge i ljudskih eritrocita O (I) krvne grupe. Fenomen kada je jedan mikrob maskiran antigenima drugog mikroba ili makroorganizma radi „zaštite“ od imunih faktora naziva se antigena mimikrija.
10.1.2.2. Imunogenost
Imunogenost - potencijalnu sposobnost antigena da izazove specifičnu zaštitnu reakciju prema sebi u makroorganizmu. Stepen imunogenosti zavisi od niza faktora koji se mogu grupisati u tri grupe:
1. Molekularne karakteristike antigena;
2. Klirens antigena u tijelu;
3. Reaktivnost makroorganizma.
Prva grupa faktora uključuje prirodu, hemijski sastav, molekulsku masu, strukturu i neke druge karakteristike.
Imunogenost u velikoj meri zavisi od priroda antigen. Poznato je da proteini i polisaharidi imaju najizraženija imunogena svojstva, dok su nukleinske kiseline i lipidi, naprotiv, slabo imunogeni. Istovremeno, njihovi kopolimeri: LPS, glikoproteini, lipoproteini, sposobni su da dovoljno aktiviraju imuni sistem i stoga zauzimaju međupoziciju u stepenu imunogenosti.
Određeni uticaj ima i stepen imunogenosti hemijski sastav molekule antigena. Posebno je raznolikost njihovog sastava aminokiselina važna za imunogenost proteina. Također je primjećeno da su kopolimeri koji se sastoje od nekoliko aminokiselina imunogeničniji od onih koji se sastoje od jedne aminokiseline. "Monotonični" polipeptidi, post-
napravljene od jedne aminokiseline, praktično ne aktiviraju imuni sistem. Prisustvo aromatičnih aminokiselina, kao što su tirozin i triptofan, u strukturi proteinske molekule značajno povećava imunogenost.
Optički izomerizam amino proreza koji čine proteinski molekul je također važan. Peptidi izgrađeni od L-aminokiselina lako su podložni enzimskoj degradaciji i visoko su imunogeni. Polipeptidni lanac izgrađen od desnorotirajućih izomera aminokiselina, naprotiv, polako se cijepa enzimima makroorganizma i može pokazati samo ograničenu imunogenost kada se primjenjuje u vrlo malim dozama, budući da visoke doze takvih spojeva brzo dovode do razvoja imunološke tolerancije ( vidi Poglavlje 11, Odeljak 11.6).
Uprkos očiglednoj ekvivalenciji antigenskih determinanti u smislu imunogenosti, postoji određena hijerarhija u njihovom spektru. Manifestira se činjenicom da se epitopi razlikuju po svojoj sposobnosti da izazovu imuni odgovor. Stoga, kada je imuniziran određenim antigenom, rezultirajućim spektrom antitijela će dominirati imunoglobulini specifični za pojedinačne antigenske determinante. Ovaj fenomen se zove imunodominacija. Prema modernim konceptima, imunodominacija je uzrokovana razlikama u afinitetu epitopa prema kompleksima histokompatibilnosti koji predstavljaju antigen.
Od velike važnosti veličina I molekularne mase antigen. Iako su proteini dobri u stimulaciji imunološkog sistema, mali polipeptidni molekuli s molekulskom težinom manjom od 5 kDa općenito su slabo imunogeni. Minimalna procijenjena veličina oligopeptida sposobnog da izazove imuni odgovor je 6-12 aminokiselinskih ostataka s molekulskom težinom od oko 450 Da. Kako se veličina peptida povećava, povećava se i njegova imunogenost. Teoretski, postoji određena veza između ovih parametara, ali u praksi nije uvijek ispunjena zbog utjecaja vanjskih faktora. Na primjer, sa jednakom molekularnom težinom (oko 70 kDa), albumin je jači antigen od hemoglobina.
Za polisaharide ostaju približno iste zavisnosti kao i za peptidne anti-
geni. Na primjer, dekstran, koji se u klinici koristi za transfuzijsku terapiju, praktički ne pokazuje nikakvu imunogenost - njegova molekularna težina je oko 75 kDa. Istovremeno, polisaharid molekulske težine 600 kDa prilično dobro inducira imuni odgovor u ljudskom tijelu. Važno je napomenuti da na nukleinske kiseline opisani obrasci se praktično ne primjenjuju.
Takođe utiče i stepen imunogenosti prostorna struktura antigen. Ispostavilo se da je prisustvo spirale, razgranatih bočnih lanaca i velike gustine strukturno identičnih epitopa u strukturi antigena izuzetno važno.
Eksperimentalno je dokazano da visoko dispergirane koloidne otopine antigena slabo induciraju imuni odgovor. Agregati molekula i korpuskularnih antigena – cijele ćelije (eritrociti, bakterije itd.) su znatno imunogenije. To je zbog činjenice da se korpuskularni i visoko agregirani antigeni bolje fagocitiraju od pojedinačnih molekula.
Važnost prostorna struktura antigena naglašava i činjenica da fibrilarni protein kolagen, koji ima veliku molekularnu težinu (oko 330 kDa), ima znatno manju imunogenost u odnosu na globularni protein kao što je albumin, koji je skoro 5 puta lakši.
Sterička stabilnost molekula antigena takođe se pokazala značajnom. Kada se kolagen denaturira u želatinu, zajedno sa konformacijskom "krutošću" strukture molekule, njegova imunogenost gotovo potpuno nestaje. Stoga se otopine želatine široko koriste za parenteralnu primjenu.
Još jedan važan uslov imunogenost je rastvorljivost antigen. Na primjer, takvi visokomolekularni proteini kao što su keratin, melanin, prirodna svila, kao i druga visokopolimerna jedinjenja, ne mogu se dobiti u obliku koloidne otopine u normalnom stanju i nisu imunogeni. Zahvaljujući ovom svojstvu, konjska dlaka, svila, ketgut i drugi se koriste u kliničkoj praksi za obnavljanje integriteta organa i
tkanine. Stoga se upalna reakcija na mjestu šava ili repozicije ne smije smatrati imunološkim konfliktom izazvanim šavnim materijalom.
Druga grupa faktora povezan sa dinamikom ulaska antigena u organizam i njegovom eliminacijom. Dakle, zavisnost imunogenosti antigena o način njegov uvod. Ovo svojstvo je zbog anatomskih i topografskih karakteristika strukture i razvoja imunog sistema na mestima primene antigena, kao i biološke prirode imunogena i obavezno se uzima u obzir prilikom vakcinacije ili imunizacije. Na primjer, uzimajući u obzir tropizam antigena, vakcina protiv dječje paralize se primjenjuje oralno, protiv antraksa - kožno, BCG - intradermalno, DTP - subkutano, protiv tetanusa - intramuskularno.
Utiče na imunološki odgovor količina dolazni antigen: što ga je više, to je imuni odgovor izraženiji. Međutim, predoziranje antigenom izaziva suprotnu reakciju – imunološku toleranciju. Postoji logaritamski odnos između količine antigena i snage imunog odgovora u određenom segmentu (intervalu) doza, izražen kao jednadžba antigenosti(A. A. Vorobjov, A. V. Marković):
lgH = alfa+ betalgD,
gdje su al i be koeficijenti koji karakteriziraju, respektivno, prirodu antigena i imunoreaktivnost makroorganizma; N - snaga imunog odgovora; D - količina antigena.
Treća grupa kombinira faktore koji određuju ovisnost imunogenosti o stanju makroorganizma. U tom smislu, nasljedni faktori dolaze do izražaja. Poznato je da je rezultat imunizacije u određenoj mjeri povezan sa genotipom pojedinca. Postoje rodovi i vrste životinja koje su osjetljive i neosjetljive na određene antigene i koje se koriste u laboratorijskom radu. Na primjer, zečevi i štakori pokazuju malu ili nikakvu reakciju na određene bakterijske antigene koji mogu izazvati izuzetno jak imunološki odgovor kod zamorca ili miša.
Čak se i unutar vrste mogu razlikovati grupe blisko povezanih jedinki (npr.
delirious sojevi životinja) koji će drugačije reagirati na primijenjeni antigen. U toku hibridološke studije ustanovljeno je da je snaga imunog odgovora na jednostavan antigen kod miševa određena jednim genom i ima dominantan način nasljeđivanja. Imunološki odgovor na antigene složene strukture ima multigensku kontrolu. Štoviše, kod miševa i zamoraca postoji jasno vidljiva povezanost snage imunološkog odgovora s genima glavnog kompleksa histokompatibilnosti. U ljudskoj populaciji poznate su i značajne (desetine i stotine puta) interindividualne razlike u osjetljivosti na vakcine - razlikuju se imunološki reaktivne i imunološki inertne osobe.
Međutim, kako su studije pokazale, uz genetsku predispoziciju, ne mali značaj ima i funkcionalno stanje makroorganizma - njegova psihoemocionalna i hormonska pozadina, intenzitet metaboličkih procesa, itd. To određuje različite nivoe osjetljivosti na isti antigen, kao kod jedne osobe u različitim starosnim periodima, i heterogenost populacije u cjelini.
dakle,
Imunogenost je važno svojstvo antigena, koje se mora uzeti u obzir ne samo u naučno istraživanje. Imunogenošću, odnosno individualnom reaktivnošću makroorganizma na
Uvođenje antigena uzrokuje probleme s vakcinacijom stanovništva. Zbog poteškoća u odabiru pojedinačne doze vakcine
I lijeka, koriste se one doze, metode i oblici njegove primjene koji daju najveći postotak pozitivnih reakcija u populaciji u cjelini. Smatra se da je za sprečavanje ili zaustavljanje razvoja epidemijskog procesa neophodno da zajednica ima imunitet. 45 % vakcinisan.
Imunogenost antigena može se kontrolisati modifikacijom faktora navedenih gore. Postoje grupe supstanci:
pomoćna sredstva I imunomodulatori,- koji su sposobni da nespecifično pojačaju ovo svojstvo antigena. Ovaj efekat se široko koristi u kreiranju vakcina, imunoterapiji, imunoprofilaksi i istraživačkom radu.
10.1.2.3. Specifičnost
Specifičnost je sposobnost antigena da izazove imuni odgovor na strogo definirani epitop. Ovo svojstvo je zbog posebnosti formiranja imunološkog odgovora - neophodna je komplementarnost receptorskog aparata imunokompetentnih ćelija sa specifičnom antigenskom determinantom. Stoga je specifičnost antigena u velikoj mjeri određena svojstvima njegovih sastavnih epitopa. Međutim, treba uzeti u obzir proizvoljne granice epitopa, njihovu strukturnu raznolikost i heterogenost klonova sa specifičnošću limfocita koji reaguje na antigen. Kao rezultat Tijelo uvijek reagira na antigenu stimulaciju poliklonskim imunološkim odgovorom. Procjenjuje se da do stotinu različitih klonova efektorskih limfocita istovremeno reagira na pojedinačne antigene determinante. To rezultira širokim rasponom varijacija u afinitetu specifičnih imunoglobulina, a takvi imunoglobulini se nazivaju poliklonalni.
10.1.3. Klasifikacija antigena na osnovu pojedinca karakteristična svojstva, čitav niz antigena može se podijeliti u nekoliko klasifikacijskih grupa:
po poreklu,
po prirodi,
Prema molekularnoj strukturi,
Prema stepenu imunogenosti,
Prema stepenu stranosti,
Prema smjeru aktivacije i dostupnosti imunološkog odgovora.
Na osnovu njihovog porijekla, antigeni se razlikuju između egzogenih (nastaju izvan tijela) i endogenih (nastaju unutar tijela). Među endogenim, posebnu pažnju zaslužuje auto- I neoantigeni.
Autogena antigeni (autoantigeni) ili antigeni vlastitog tijela su
strukturno nepromijenjeni molekuli sintetizirani u tijelu u fiziološkim uvjetima. Normalno, autoantigeni ne izazivaju reakciju imunog sistema zbog formiranih imunološka tolerancija(imunitet) ili njihova nepristupačnost u kontaktu sa faktorima imuniteta – to su tzv iza barijere antigeni. Kada je tolerancija narušena ili integritet bioloških barijera narušen (najčešći uzrok je povreda), komponente imunog sistema počinju specifično da reaguju na autoantigene tako što proizvode specifične imune faktore (autoantitela, klon autoreaktivnih limfocita).
Potrebno je razlikovati od autoantigena neoantigeni, koji nastaju u tijelu kao rezultat mutacija. Nakon modifikacije, molekuli dobijaju strana svojstva.
Po prirodi: biopolimeri proteina (proteidi) i neproteinske prirode (polisaharidi, lipidi, lipopolisaharidi, nukleinske kiseline itd.).
Prema molekularnoj strukturi: globularni (molekul ima sferni oblik) i fibrilarni (u obliku niti).
Prema stepenu imunogenosti: potpuna i inferiorna. Pun antigeni imaju izraženu antigenost i imunogenost - imuni sistem osetljivog organizma na njihovo unošenje reaguje stvaranjem faktora imuniteta. Takve tvari, u pravilu, imaju prilično veliku molekularnu težinu (više od 10 kDa), veliku veličinu molekula (čestica) u obliku globule i dobro djeluju s imunološkim faktorima.
Neispravan antigeni, ili haptens(termin je predložio K. Landsteiner), naprotiv, ne mogu se uvesti u normalnim uslovima izazivaju imunološki odgovor u tijelu, jer imaju izuzetno nisku imunogenost. Međutim, oni nisu izgubili svoje antigensko svojstvo, što im omogućava specifičnu interakciju sa gotovim imunološkim faktorima (antitijela, limfociti). Najčešće su hapteni jedinjenja male molekularne težine (molekulska težina manja od 10 kDa).
Pod određenim uslovima moguće je forsirati imuni sistem makroorganizma
specifično reaguju na hapten kao punopravni antigen i proizvode faktore imuniteta. Da biste to učinili, potrebno je umjetno povećati molekul haptena - povezati ga snažnom vezom s dovoljno velikom proteinskom molekulom. Molekul proteina nosač naziva se schlepper(od njemačkog schlepper - vuča). Ovako sintetizirani konjugat će imati sva svojstva punopravnog antigena i, kada se unese u tijelo, izazvati će proizvodnju antitijela ili klona limfocita specifičnog za haptenski dio kompleksa. U ovom slučaju, specifičnost konjugatne molekule određena je haptenskim dijelom, a imunogenost je određena proteinom nosačem.
Koristeći konjugate za imunizaciju, dobijaju se antitela na hormone, lekove i druga niskoimunogena jedinjenja. Dijagnostika, dijagnostički kompleti i imunosorbenti kreirani na bazi antitijela na niskomolekularne supstance značajno su proširili mogućnosti i povećali efikasnost laboratorijske dijagnostike i farmakoterapije, kao i sinteze i izolacije visoko čistih bioorganskih spojeva.
Prema stepenu stranosti: kseno-, alo- i izoantigeni. Ksenogenski antigeni (ili heterologni) - zajednički organizmima u različitim fazama evolucijskog razvoja, na primjer, koji pripadaju različitim rodovima i vrstama. Po prvi put, fenomen zajedničkog broja antigena kod životinja različitih vrsta primijetio je D. Forsman (1911). Naučnik je imunizirao zeca suspenzijom organa zamorca. Ispostavilo se da je imunološki serum dobiven tijekom eksperimenta mogao komunicirati ne samo s antigenima zamorca, već i aglutinirati ovčije crvena krvna zrnca. Kasnije je otkriveno da zamorac i ovca imaju niz strukturno sličnih antigenskih determinanti koje unakrsno reaguju. Nakon toga, lista takvih ksenogenih antigena proširena je za desetke i stotine parova, pa čak i trojki, koje su formirale i toplokrvne i hladnokrvne životinje, biljke i mikrobi. Svi ovi antigeni dobili su generalizovano ime
rang Forsmanovi antigeni. Trenutno se Forsmanovi antigeni razmatraju iz istorijske perspektive, a proučavanje heteroantigena se široko koristi u sudskoj medicini, paleontologiji i drugim oblastima medicine i prirodnih nauka.
Alogenski antigeni (ili grupa) - zajednički za genetski nepovezane organizme, ali pripadaju istoj vrsti. Na osnovu aloantigena, opća populacija organizama se može podijeliti na odvojene grupe. Primjer takvih antigena kod ljudi su antigeni krvnih grupa (ABO sistem, itd.) i mnogi drugi. Alogena tkiva tokom transplantacije su imunološki nekompatibilna - primatelj ih odbacuje ili lizira. Mikrobi se mogu podijeliti u serogrupe na osnovu grupnih antigena. Ima veliki značaj za mikrobiološku dijagnostiku (na primjer, Kaufman-White klasifikacija salmonele) i epidemiološko predviđanje.
Izogena antigeni (ili pojedinci) - uobičajeni samo za genetski identične organizme, na primjer, identične blizance, inbred linije životinja. Izotransplantati imaju gotovo potpunu imunološku kompatibilnost i primatelj ih ne odbacuje tokom transplantacije. Primjer takvih antigena u ljudskoj populaciji su antigeni histokompatibilnosti, au bakterijama - tipični antigeni koji ne daju dalje cijepanje.
Unutar pojedinačnog organizma, u određenim anatomskim i morfološkim formacijama (npr. organi ili tkiva), nalaze se za njih specifični antigeni, koji se više ne nalaze u drugim organima i tkivima. To su, na primjer, karcinoembrionalni antigeni (alfa-fetoprotein, transferin). Ovi antigeni se zajednički nazivaju organsko- I tkivno specifično.
Zaseban kriterij klasifikacije je smjer aktivacije i dostupnost imunološkog odgovora kao odgovor na uvođenje antigena. U zavisnosti od fizičko-hemijskih svojstava supstance, uslova njenog unošenja, prirode reakcije i reaktivnosti makroorganizma, postoje imunogeni, tolerogeni I alergeni.
Imunogeni kada uđu u organizam, sposobni su da izazovu produktivnu reakciju imunološkog sistema, koja završava stvaranjem imunoloških faktora (antitijela, antigen-reaktivni klonovi limfocita). U kliničkoj praksi imunogeni se koriste za imunodijagnozu, imunoterapiju i imunoprofilaksu mnogih patoloških stanja.
Tolerogen je sušta suprotnost imunogenu. Kada je u interakciji sa stečenim imunološkim sistemom, uzrokuje uključivanje alternativnih mehanizama, što dovodi do formiranja imunološke tolerancije ili nereagovanja na epitope datog tolerogena (vidjeti dio 11.6). Tolerogen, u pravilu, karakterizira monomerizam, niska molekularna težina, visoka gustoća epitopa i visoka disperznost (neagregacija) koloidnih otopina. Tolerogeni se koriste za prevenciju i liječenje imunoloških sukoba i alergija izazivanjem vještačkog nereagiranja na pojedinačne antigene.
Alergen utiče i na stečeni imuni sistem. Međutim, za razliku od imunogena, učinak koji proizvodi stvara patološku reakciju tijela u obliku preosjetljivost trenutni ili odloženi tip (pogledajte odjeljak 11.4). Po svojim svojstvima, alergen se ne razlikuje od imunogena. U kliničkoj praksi alergeni se koriste za dijagnosticiranje zaraznih i alergijskih bolesti.
Među imunogenima razlikuju se dvije grupe antigena, koji se razlikuju po potrebi uključivanja T limfocita u indukciju imunološkog odgovora. Ovo - T-ovisni I T-nezavisna antigeni. Imunska reakcija kao odgovor na uvođenje T-zavisnog antigena ostvaruje se uz obavezno učešće T-limfocita (T-pomoćnika). Većina poznatih antigena je T-ovisna. Istovremeno, razvoj imunološkog odgovora na T-nezavisne antigene ne zahtijeva uključivanje T pomoćnih ćelija. Ovi antigeni su sposobni da direktno stimulišu B limfocite na proizvodnju antitela, diferencijaciju i proliferaciju, kao i da izazovu imuni odgovor kod atimičnih pojedinaca.
životinje. T-nezavisni antigeni imaju relativno jednostavnu strukturu. To su veliki molekuli sa molekulskom težinom većom od 10^3 kDa, polivalentni su i imaju monotono ponavljajuće sekvence sa brojnim epitopima istog tipa. T-nezavisni antigeni imaju mitogeno dejstvo i sposobni su da izazovu poliklonsku reakciju. Primjeri uključuju polimerni oblik flagelina (kontraktilni protein bakterijskih flagela), L PS, tuberkulin, kopolimere D-aminokiselina, itd.
Potrebno je razlikovati od T-nezavisnih antigena superantigeni. Ovo je konvencionalni izraz skovan da označi grupu supstanci, uglavnom mikrobnog porijekla, koje mogu nespecifično izazvati poliklonsku reakciju. U tijelu, zaobilazeći prirodnu obradu antigena, cijeli molekul superantigena je sposoban da ometa saradnju ćelije koja predstavlja antigen i T-pomoćnika i poremeti prepoznavanje „prijatelja ili neprijatelja“. Utvrđeno je da se molekul superantigena nezavisno vezuje za međućelijski kompleks „antigen histokompatibilnosti II klase – receptor T-ćelija” i generiše lažni signal za prepoznavanje strane supstance. Proces nespecifične aktivacije istovremeno uključuje ogroman broj T-pomagača (do 20% ukupne mase ili više), dolazi do hiperprodukcije citokina, nakon čega slijedi poliklonalna aktivacija limfocita, njihova masovna smrt uslijed apoptoze i razvoj sekundarnog funkcionalna imunodeficijencija.
Do danas su otkrivena svojstva superantigena u stafilokoknom enterotoksinu, proteinima Epstein-Barr virusa, bjesnilu, HIV-u i nekim drugim mikrobnim supstancama.
10.1.4. Antigeni ljudskog organizma
Proučavanje aloantigenskih svojstava tkiva počelo je sa K. Landsteinerom, koji je 1900. godine otkrio sistem grupnih antigena eritrocita (ABO). Ljudsko tijelo proizvodi mnogo različitih antigena. Kao biološki objekti, potrebni su ne samo za potpuni razvoj i funkcioniranje cijelog organizma u cjelini,
ali i nositi važna informacija, toliko neophodan za kliničku i laboratorijsku dijagnostiku u određivanju imunološke kompatibilnosti organa i tkiva u transplantologiji, kao iu naučnim istraživanjima.
Sa stanovišta kliničke medicine, među grupno-specifičnim (alogenim) antigenima najveći interes i značaj imaju antigeni krvne grupe, među individualno specifičnim (izogenim) antigenima - antigeni histokompatibilnosti, a u grupi organo- i tkivno specifičnih antigena - karcinoembrionalni antigeni. antigeni.
10.1.4.1. Antigeni ljudske krvne grupe
Antigeni ljudske krvne grupe lako se otkrivaju na membrani crvenih krvnih zrnaca, zbog čega su i nazvani "antigeni eritrocita". Do danas je poznato više od 250 različitih antigena eritrocita.
Antigeni ABO i Rh sistema (Rh faktor) su od najveće kliničke važnosti: o njima se mora voditi računa prilikom provođenja transfuzijske terapije, transplantacije organa i tkiva, prevencije i liječenja imunokonfliktnih komplikacija trudnoće itd.
Antigeni ABO sistema nalaze se na vanjskoj membrani svih ljudskih krvnih stanica i tkiva, ali su najizraženije na crvenim krvnim zrncima. Osim toga, kod većine ljudi (80%) ovi antigeni se nalaze u krvnoj plazmi, limfi, mukoznim sekretima i drugim biološkim tekućinama. Antigene ABO sistema sintetiziraju prekursori crvenih krvnih zrnaca s jezgrom i mnoge druge ćelije u tijelu. Oni se slobodno izlučuju u međućelijski prostor i stoga se mogu pojaviti na ćelijskoj membrani ili kao proizvod ćelijske biosinteze ili kao rezultat sorpcije iz međućelijskih tekućina.
Antigeni ABO sistema su visoko glikozilovani peptidi: 85% su dijelovi ugljenih hidrata, a 15% polipeptidni dijelovi. Peptidna komponenta se sastoji od 15 aminokiselinskih ostataka. Konstantan je za sve ABO krvne grupe i imunološki je inertan. Imunogenost molekula antigena ABO sistema određena je njegovim ugljikohidratnim dijelom.
U sistemu ABO antigena postoje tri varijante antigena koji se razlikuju po strukturi ugljenohidratnog dela: H, A i B. Osnovni molekul je H antigen, čiju specifičnost određuju tri ugljenohidratna ostatka. Antigen A u svojoj strukturi ima dodatni, četvrti ostatak ugljenih hidrata - N-acetil-D-galaktozu, i antigen B - D-galaktozu.Antigeni ABO sistema imaju nezavisno alelno nasleđe, što određuje prisustvo 4 krvne grupe u populaciji : 0(1), A (II), B (III) i AB (IV). Osim toga, A i B antigeni imaju nekoliko alotipova (na primjer, A1, A2 , A3... ili B1, B 2, B 3...), koji se javljaju u ljudskoj populaciji sa različitim učestalostima.
Grupnu pripadnost pacijenta određuje sistem ABO antigena u reakciji aglutinacije – crvena krvna zrnca pacijenta se testiraju antiserumima specifične grupe. Međutim, s obzirom na visok populacijski polimorfizam ovog antigenskog sistema, prije transfuzije krvi potreban je biološki test kako bi se utvrdila kompatibilnost krvnog proizvoda primatelja i davaoca. Greška u određivanju grupne pripadnosti i transfuziji bolesnika s nekompatibilnom krvnom grupom, u pravilu, dovodi do razvoja akutnog stanja - intravaskularne hemolize, do hemolitičkog šoka i smrti pacijenta.
Drugi najvažniji sistem antigena eritrocita je Rh sistem (Rh) - takozvani Rh antigeni ili Rh faktori. Ovi antigeni se sintetiziraju prekursori crvenih krvnih zrnaca i nalaze se prvenstveno na crvenim krvnim zrncima jer su netopivi u tjelesnim tekućinama. By hemijska struktura Rh antigen je lipoprotein labilan na toplinu. Postoji 6 varijanti ovog antigena. Genetske informacije o njegovoj strukturi sadržane su u brojnim alelima tri povezana lokusa (D/d, C/c, E/e). U zavisnosti od prisutnosti ili odsustva Rh antigena, razlikuju se dvije grupe u ljudskoj populaciji: Rh-pozitivne i Rh negativne osobe.
Usklađivanje Rh antigena važno je ne samo za transfuziju krvi, već i za tok i ishod trudnoće.
Tokom trudnoće “Rh-negativne” majke, može se razviti “Rh-pozitivan” fetus "Rh-konflikt". Ovo patološko stanje povezano je s proizvodnjom anti-Rh antitijela, što može uzrokovati imunološki sukob: pobačaj ili neonatalnu žuticu (intravaskularna imunološka liza crvenih krvnih stanica).
Gustoća epitopa antigena na membrani eritrocita je niska. Osim toga, njegova molekula nije dovoljno pogodna za interakciju s antitijelima. Stoga se “Rh antigeni” određuju na membrani eritrocita u reakciji indirektne aglutinacije (Coombsova reakcija).
10.1.4.2. Antigeni histokompatibilnosti
Na citoplazmatskim membranama gotovo svih ćelija makroorganizma nalaze se antigeni histokompatibilnosti. Većina njih se odnosi na sistem glavni kompleks histokompatibilnosti, ili MNS(skraćeno od engleskog. Glavni kompleks histokompatibilnosti).
Antigeni histokompatibilnosti igraju ključnu ulogu u specifičnom prepoznavanju “sebe ili neprijatelja” i indukciji stečenog imunološkog odgovora. Oni određuju kompatibilnost organa i tkiva tokom transplantacije unutar iste vrste, genetsko ograničenje (ograničavanje) imunološkog odgovora i druge efekte.
Velike zasluge u proučavanju MNS-a kao fenomena biološkog sveta pripadaju J. Dossetu, P. Doughertyju, P. Goreru, G. Snellu, R. Zinkernagelu, R. V. Petrovu, koji su postali osnivači imunogenetika.
MHC je prvi put otkriven 60-ih godina 20. vijeka. u eksperimentima na genetski čistim (inbred) linijama miševa prilikom pokušaja interline transplantacije tumorskih tkiva (P. Gorer, G. Snell). Kod miševa je ovaj kompleks nazvan H-2 i mapiran je na hromozom 17.
Kod ljudi, MHC je opisan nešto kasnije u radovima J. Dosseta. On je određen kao HLA(skraćeno od engleskog. humani leukocitni antigen), budući da je povezan sa leukocitima. Biosintezu HLA određuju geni
lokaliziran u nekoliko lokusa kratkog kraka hromozoma 6.
MHC ima složenu strukturu i visok polimorfizam. Po hemijskoj prirodi, antigeni histokompatibilnosti su glikoproteini čvrsto povezani sa citoplazmatskom membranom ćelija. Njihovi pojedinačni fragmenti imaju strukturnu homologiju sa molekulima imunoglobulina i stoga pripadaju jednom superfamilija. Postoje dvije glavne klase MHC molekula. Konvencionalno je prihvaćeno da klasa I MHC inducira pretežno ćelijski imuni odgovor, a klasa II MHC indukuje humoralni odgovor. Glavne klase kombinuju mnoge strukturno slične antigene, koje mnogi kodiraju alelni geni. U ovom slučaju, na ćelijama pojedinca mogu se eksprimirati najviše dvije vrste proizvoda svakog MHC gena, što je važno za održavanje heterogenosti populacije i opstanak kako pojedinca tako i cijele populacije u cjelini.
MHC klasa I sastoji se od dva nekovalentno povezana polipeptidna lanca različite molekulske težine: teškog alfa lanca i lakog beta lanca (slika 10.1). Alfa lanac ima ekstracelularni region sa strukturom domena (alfa1-, a2- i a3-domeni), transmembranski i citoplazmatski. Beta lanac je beta-2 mikroglobulin koji se lijepi za a3 domenu nakon ekspresije alfa lanca na citoplazmatskoj membrani ćelije.
Alfa lanac ima visok sorpcijski kapacitet za peptide.Ovo svojstvo određuju all- i a2-domeni, koji formiraju takozvani “Bjorkmanov jaz” - hipervarijabilni region odgovoran za sorpciju i prezentaciju molekula antigena. “Björkmanov jaz” MHC klase I sadrži nanopeptid, koji se u ovom obliku lako otkriva specifičnim antitijelima.
Proces formiranja kompleksa antigena MHC klase I odvija se intracelularno kontinuirano. Uključuje sve endogeno sintetizirane peptide, uključujući i virusne. Kompleks se u početku sklapa u endoplazmatskom retikulumu, gdje se uz pomoć posebnog proteina proteazomi, peptidi se prenose iz citoplazme. Peptid uključen u kompleks daje strukturnu stabilnost MHC klase I. U njegovom nedostatku, obavlja se funkcija stabilizatora pratilac (kalneksin).
MHC klase I karakteriše visoka stopa biosinteze - proces se završava za 6 sati. Ovaj kompleks je izražen na površini gotovo svih ćelija, osim eritrocita (nema biosinteze u ćelijama bez jezgra) i ćelija viloznog trofoblasta („prevencija“ odbacivanja fetusa). Gustina MHC klase I dostiže 7000 molekula po ćeliji, a pokrivaju oko 1 % njegovu površinu. Ekspresija molekula je značajno pojačana citokinima, kao što je gama-interferon.
Trenutno postoji više od 200 različitih varijanti HLA klase I kod ljudi. Oni su kodirani genima mapiranim u tri glavna sublokusa hromozoma 6 i nasleđuju se i eksprimiraju nezavisno: HLA-A, HLA-B i HLA-C. Lokus A objedinjuje više od 60 varijanti, B - 130, a C - oko 40.
Tipizacija pojedinca prema HLA klasi I se vrši na limfocitima serološkim metodama - u reakciji mikrolimfocitolize sa specifičnim serumima. Za dijagnozu se koriste poliklonska specifična antitijela koja se nalaze u krvnom serumu višeporodnih žena, pacijenata koji su primili masivnu transfuzijsku terapiju, kao i monoklonska.
Uzimajući u obzir nezavisno nasljeđivanje gena sublokusa, u populaciji se formira beskonačan broj neponovljivih kombinacija HLA klase I. Stoga je svaka osoba striktno jedinstvena u smislu skupa antigena koji nose histos, s tim da su jedini izuzetak identični blizanci, koji su apsolutno slični u svom skupu gena. Glavna biološka uloga HLA klase I je da određuju biološku individualnost (“biološki pasoš”) i predstavljaju “samostalne” markere za imunokompetentne ćelije. Infekcija ćelije virusom ili mutacijom mijenja strukturu HLA klase I. Molekul MHC klase I koji sadrži strane ili modifikovane peptide ima strukturu netipičnu za dati organizam i signal je za aktivaciju T-ćelija ubica (CD8 + limfociti). Ćelije koje se razlikuju u klasi I uništavaju se kao strane.
Postoji niz fundamentalnih razlika u strukturi i funkciji MHC klase II. Prvo, imaju više složena struktura. Kompleks je formiran od dva nekovalentno povezana polipeptidna lanca (alfa lanac i beta lanac) koji imaju sličnu strukturu domena (slika 10.1). Alfa lanac ima jednu globularnu regiju, a beta lanac ima dva. Oba lanca, kao transmembranski peptidi, sastoje se od tri sekcije - ekstracelularnog, transmembranskog i citoplazmatskog.
Drugo, “Björkmanov jaz” u klasi II MHC formiraju oba lanca istovremeno. U njega se nalazi veći oligopeptid (12-25 aminokiselinskih ostataka), a ovaj je u potpunosti „skriven“ unutar ovog jaza i u tom stanju ga ne detektuju specifična antitijela.
Treće, MHC klasa II uključuje peptid koji se uzima iz ekstracelularnog okruženja endocitozom, a ne sintetiše ga sama ćelija.
Četvrto, MHC klasa II se eksprimuje na površini ograničenog broja ćelija: dendritičnih, B-limfocita, T-pomoćnih ćelija, aktiviranih makrofaga, mastoza, epitelnih i endotelnih ćelija. Detekcija MHC klase II na atipičnim ćelijama trenutno se smatra imunopatologijom.
Biosinteza MHC klase II se dešava u endoplazmatskom retikulumu, a nastali dimerni kompleks se zatim integriše u citoplazmatsku membranu. Prije nego što se peptid uključi u njega, kompleks se stabilizira pomoću šaperona (kalneksina). MHC klase II se eksprimira na ćelijskoj membrani u roku od sat vremena nakon endocitoze antigena. Ekspresija kompleksa može biti pojačana interferonom-ga i smanjena prostaglandinom E2.
Kod miševa se antigen histokompatibilnosti naziva la-antigen, a kod ljudi, po analogiji, naziva se klasa HLAII.
Prema dostupnim podacima, ljudsko tijelo karakteriše izuzetno visok polimorfizam HLA klase II, koji je u velikoj mjeri određen strukturnim karakteristikama beta lanca. Kompleks uključuje proizvode tri glavna lokusa: HLA DR, DQ i DP. Istovremeno, DR lokus objedinjuje oko 300 alelnih oblika, DQ - oko 400, a DP - oko 500.
Prisustvo i tip antigena histokompatibilnosti klase II određuju se serološkim (mikrolimfocitotoksični test) i ćelijske reakcije imunitet (mješovita kultura limfocita ili MCL). Serološka tipizacija MHC klase II vrši se na B-limfocitima pomoću specifičnih antitijela koja se nalaze u krvnom serumu višeporođajnih žena, pacijenata koji su primali masivnu transfuzijsku terapiju, kao i onih sintetiziranih metodama. genetski inženjering. Testiranje u SCL omogućava identifikaciju manjih komponenti MHC klase II koje se ne mogu serološki otkriti. U posljednje vrijeme PCR se sve više koristi.
Biološka uloga MHC klasa II je izuzetno velika. Zapravo, ovaj kompleks je uključen u indukciju stečenog imunološkog odgovora. Fragmenti molekule antigena eksprimiraju se na citoplazmatskoj membrani posebne grupe ćelija, tzv. ćelije koje predstavljaju antigen (APC). Ovo je još uži krug među ćelijama sposobnim za sintetizaciju MHC klase II. Dendritska ćelija se smatra najaktivnijim APC, a slijede je B limfocit i makrofag. Struktura MNS klase II sa uklj.
Peptid koji se u njemu nalazi, u kombinaciji sa kofaktorskim molekulima CD antigena, percipiraju i analiziraju T pomoćne ćelije (CD4 + limfociti). Ako se donese odluka o stranosti peptida koji je uključen u MHC klasu II, T-helper započinje sintezu odgovarajućih imunocitokina i aktivira se mehanizam specifičnog imunološkog odgovora. Kao rezultat toga, aktivira se proliferacija i konačna diferencijacija antigen-specifičnih limfocitnih klonova i formiranje imunološke memorije.
Pored gore opisanih antigena histokompatibilnosti, identifikovani su molekuli MHC klase III. Lokus koji sadrži gene koji ih kodiraju nalazi se između klase I i klase II i razdvaja ih. MHC klasa III uključuje neke komponente komplementa (C2, C4), proteine toplotnog šoka, faktore tumorske nekroze itd.
10.1.4.3. Antigeni povezani sa tumorom
Prve indikacije o prisutnosti specifičnih antigena u tumorima datiraju iz 40-ih godina 20. stoljeća. Godine 1948-1949 L. A. Zilber, istaknuti ruski mikrobiolog i imunolog, razvijajući virusnu teoriju raka, dokazao je postojanje antigena specifičnog za tumorsko tkivo. Kasnije, 60-ih godina 20. veka, G. I. Abelev (u eksperimentima na miševima) i Yu. S. Tatarinov (dok su ispitivali ljude) otkrili su embrionalnu verziju serumskog albumina u krvnom serumu pacijenata sa primarnim karcinomom jetre - alfa fetoprotein. Do danas su otkriveni i karakterizirani antigeni povezani s tumorom za mnoge tumore, a njihovi geni su čak i klonirani. Međutim, ne sadrže svi tumori specifične markerske antigene i nemaju svi markeri strogu tkivnu specifičnost.
Antigeni povezani s tumorom klasificirani su prema lokaciji i genezi. Po lokaciji razlikuju surutka, izlučuju tumorske ćelije u međućelijsku sredinu, i membrana Potonji su pozvani tumor-specifični transplantacijski antigeni, ili TSTA (skraćenica za engleski. tumor-specifični transplantacijski antigen).
U zavisnosti od prirode postoje virusna, embrionalna, normalna prekomjerno izražena I mutant antigeni povezani s tumorima. Virusno Antigeni povezani sa tumorom su u suštini proteini onkovirusa. Embrionalni antigeni se normalno sintetiziraju u embrionalnom periodu. Ovo je, na primjer, alfa-fetoprotein (vidi gore); normalni protein testisa, MAGE 1, 2, 3 itd. - markeri normalnih testisa, kao i melanoma, raka dojke itd.; humani korionski gonadotropin se normalno sintetiše u placenti, kao iu horiokarcinomu i drugim tumorima. Kod melanoma velike količine sintetiše se normalan enzim tirozinaza.
Od mutant proteina, vredi napomenuti Ras protein, karakterističan za mnoge tumore, GTP-vezujući protein uključen u transmembranski prenos signala. Markeri karcinoma dojke i pankreasa, karcinoma crijeva su modificirani mucini (MUC 1, 2, itd.).
Od općih svojstava antigena povezanih s tumorom, treba napomenuti da su većina njih produkti ekspresije gena koji se normalno uključuju samo u embrionalnom periodu. Oni su slabi imunogeni, iako u nekim slučajevima mogu izazvati reakciju citotoksičnih T-limfocita (T-ćelije ubice) i prepoznati su kao dio MHC (HLA) molekula I klase. Specifična antitijela usmjerena protiv tumorskih antigena, u suštini, ne inhibiraju rast tumora, već, naprotiv, uzrokuju imunosupresiju.
10.1.4.4. CD antigeni
Grupni antigeni nalaze se na ćelijskoj membrani, ujedinjujući ćelije koje imaju slične morfofunkcionalne karakteristike ili su u određenoj fazi razvoja. Ovi markerski molekuli se nazivaju antigeni klastera diferencijacije ćelija, ili CD antigeni (skraćeno od engleskog). Antigeni diferencijacije ćelija, ili definicija klastera). Strukturno, oni su glikoproteini, od kojih mnogi pripadaju superfamiliji imunoglobulina.
CD antigeni se koriste za identifikaciju razlika u grupama ćelija, od kojih su najčešće korišćeni markeri imunokompetentnih ćelija. Na primjer, CD3 je izražen na populaciji T-limfocita, CD4 je karakterističan za subpopulaciju T-pomoćnih ćelija, a CD8 je karakterističan za citotoksične T-limfocite T-ćelija ubica. CDlla se nalazi na citoplazmatskim membranama mono- i granulonita, a CDllb se nalazi na prirodnim ćelijama ubojicama. CD19-22 su markeri B limfocita.
Lista CD markera je prilično opsežna, ima oko 200 opcija. Glavni CD markeri ćelija uključenih u imuni odgovor prikazani su u tabeli. 10.1. Informacije o strukturi su kodirane u različitim dijelovima genoma, a ekspresija ovisi o stupnju diferencijacije ćelije i njenom funkcionalnom stanju.
CD antigeni imaju dijagnostičku vrijednost u klinici imunodeficijencija, kao iu istraživačkom radu. Tipizacija CD markera se provodi u serološkim reakcijama primjenom monoklonskih antitijela (reakcija imunofluorescencije, citotoksični test itd.).
10.1.5. Antigeni mikroba
U strukturi mikroba određeno je nekoliko vrsta antigena. Štoviše, antigenski sastav mikroba u velikoj mjeri ovisi o njegovom evolucijskom i taksonomskom položaju. Antigeni bakterija, virusa, gljivica i protozoa imaju fundamentalne razlike.
Međutim, mikrobni antigeni mogu biti zajednički za određene sistematske kategorije. Dakle, postoje antigeni karakteristični za čitave porodice, rodove i vrste. Unutar vrsta mogu se razlikovati serološke grupe (serogrupe), varijante (serovari) ili tipovi (serotipovi). Mikrobni antigeni se koriste za dobijanje vakcina i seruma neophodnih za dijagnostiku, prevenciju i lečenje infektivnih ili alergijskih bolesti, kao i u dijagnostičkim reakcijama.
10.1.5.1. Antigeni bakterija
U strukturi bakterijske ćelije razlikuju se flagelarni, somatski, kapsularni i neki drugi antigeni (slika 10.2). flagelati, ili H-antigeni lokalizirani su u lokomotornom aparatu bakterija - njihovim flagelama. Oni su epitopi kontraktilnog proteina flagelina. Kada se zagrije, flagelin denaturira i H-antigen gubi svoju specifičnost. Fenol nema efekta na ovaj antigen.
somatski, ili O-antigen, povezan sa ćelijskim zidom bakterije. Zasnovan je na LPS-u. O-antigen pokazuje termostabilna svojstva - ne uništava se dugotrajnim ključanjem. Međutim, somatski antigen je osjetljiv na djelovanje aldehida (na primjer, formaldehida) i alkohola, koji narušavaju njegovu strukturu.
Ako imunizirate životinju sa živim bakterijama koje imaju flagele, proizvest će se antitijela koja su istovremeno usmjerena protiv O- i H-antigena. Uvođenje kuhane kulture životinji stimulira biosintezu antitijela na somatski antigen. Bakterijska kultura tretirana feno-
otpad će uzrokovati stvaranje antitijela na flagelarne antigene.
kapsula, ili K-antigeni nalazi se na površini ćelijskog zida. Nalazi se u bakterijama koje formiraju kapsule. Po pravilu, K-antigeni se sastoje od kiselih polisaharida (uronske kiseline). Istovremeno, u bacilu antraksa, ovaj antigen je izgrađen od polipeptidnih lanaca. Na osnovu njihove osetljivosti na toplotu, razlikuju se tri tipa K-antigena: A, B i L. Najveća termička stabilnost je karakteristična za tip A, ne denaturira čak ni pri dužem ključanju. Tip B može izdržati kratko zagrijavanje (oko 1 sat) do 60 °C. Tip L se brzo razgrađuje na ovoj temperaturi. Stoga je moguće djelomično uklanjanje K-antigena produženim ključanjem bakterijske kulture.
Na površini uzročnika trbušnog tifusa i drugih enterobakterija koje su visoko virulentne može se naći posebna verzija kapsularnog antigena. Dobio je ime antigen virulencije, ili Vi-antigen. Detekcija ovog antigena ili za njega specifičnih antitela je od velike dijagnostičke važnosti.
Bakterijske bakterije također imaju antigena svojstva. proteinski toksini, enzimi i neki drugi proteini koje luče bakterije u okruženje(na primjer, tuberkulin). U interakciji sa specifičnim antitijelima, toksini, enzimi i drugi biološki aktivni molekuli bakterijskog porijekla gube svoju aktivnost. Tetanus, difterijski i botulinum toksini spadaju u jake punopravne antigene, pa se koriste za dobijanje toksoida za humanu vakcinaciju.
Antigenski sastav nekih bakterija sadrži grupu antigena sa visoko izraženom imunogenošću, čija biološka aktivnost igra ključnu ulogu u formiranju patogenosti patogena. Vezivanje takvih antigena specifičnim antitijelima gotovo potpuno inaktivira virulentna svojstva mikroorganizma i osigurava imunitet na njega. Opisani antigeni se nazivaju zaštitni. Prvi put je otkriven zaštitni antigen u gnoju
nom iscjedak karbunkula uzrokovan bacilom antraksa. Ova supstanca je podjedinica proteinskog toksina, koja je odgovorna za aktivaciju drugih, zapravo virulentnih podjedinica - tzv. edematozni I smrtonosni faktori.
10.1.5.2. Antigeni virusa
Postoji nekoliko grupa antigena u strukturi virusne čestice: nuklearni(ili krava) kapsid(ili ljuska) i supercapsid. Na površini nekih virusnih čestica postoje posebne V-antigeni- hemaglutinin i enzim neuraminidaza. Virusni antigeni se razlikuju po porijeklu. Neki od njih su specifični za virus. Informacije o njihovoj strukturi mapirane su u nukleinskoj kiselini virusa. Ostali virusni antigeni su komponente ćelije domaćina (ugljikohidrati, lipidi). oni su zarobljeni u vanjskom omotaču virusa pri njegovom rođenju pupanjem.
Antigenski sastav viriona zavisi od strukture same virusne čestice. Antigenska specifičnost jednostavno organiziranih virusa povezana je s ribo- i deoksiribonukleoproteinima. Ove supstance su visoko rastvorljive u vodi i stoga su označene kao S-antigeni (od lat. solutio- rješenje). Kod kompleksnih virusa dio antigena je povezan s nukleokapsidom, a drugi je lokaliziran u vanjskoj ljusci - superkapsidu.
Antigeni mnogih virusa su veoma varijabilni. To je zbog konstantnog procesa mutacije kroz koji prolazi genetski aparat virusne čestice. Primjeri uključuju virus gripe i viruse humane imunodeficijencije.
10.1.6. Procesi koji se odvijaju sa antigenom u makroorganizmu
Proces prodiranja antigena i njegovog kontakta sa imunološkim sistemom odvija se u fazama i ima svoju dinamiku tokom vremena. Štaviše, u svakoj fazi pojave i širenja u makroorganizmu, antigen se suočava sa snažnim otporom razvijene mreže različitih imunoloških faktora (vidi tabelu 9.3.).
Postoje različiti načini prodiranja i širenja antigena u makro-
roorganizam. Mogu se pojaviti unutar samog makroorganizma (endogeno porijeklo) ili doći izvana (egzogeno porijeklo). Egzogeno porijeklo sugerira da antigen može prodrijeti u makroorganizam:
1) kroz defekte kože i sluzokože (kao rezultat rana, mikrotrauma, ujeda insekata, ogrebotina itd.);
2) apsorpcijom u gastrointestinalnom traktu (endocitoza epitelnim ćelijama);
U tijelu se antigen prenosi limfom (limfogeni put) i krvlju (hematogeni put) do različitih organa i tkiva. Štaviše, ne raspoređuje se haotično – antigen se najčešće filtrira u limfnim čvorovima, kao i u limfoidnom tkivu jetre, slezine, pluća i drugih organa, gde dolazi u kontakt sa različitim faktorima imunološke odbrane.
Odgovor ovih faktora je inaktivacija i uklanjanje (eliminacija) antigena iz makroorganizma. Faktori urođenog imuniteta dolaze na prvo mjesto, jer ovaj sistem, uprkos svojoj raznolikosti i složenosti njegovih pojedinačnih komponenti, ne zahtijeva dugo vremena da se aktivira. Ako antigen nije inaktiviran ili eliminisan u roku od 4 sata, aktivira se sistem stečenih imunih faktora. Efikasnost njihovog djelovanja je osigurana posebnim priznanjem "prijatelj ili neprijatelj" i stvaranje odgovarajućih regulatornih faktora i imunološke odbrane (specifična antitela, klonovi limfocita koji reaguju na antigen).
Kumulativni efekat svih karika i nivoa imunološke odbrane makroorganizma, bez obzira na stepen njihove uključenosti u proces, ima za cilj:
1) vezivanje i blokiranje biološki aktivnih mesta molekula antigena;
2) uništavanje ili odbacivanje antigena;
3) potpuna upotreba, izolacija (enkapsulacija) ili uklanjanje ostataka antigena iz makroorganizma.
Kao rezultat, postiže se potpuna ili djelomična obnova homeostaze. Istovremeno se formira imunološka memorija, tolerancija ili alergija.
Pregled predavanja:
1. Antigeni: definicija, struktura, osnovna svojstva.
2. Antigeni mikroorganizama.
3. Antigeni ljudi i životinja.
4. Antitijela: definicija, glavne funkcije, struktura.
5. Klase imunoglobulina, njihove karakteristike.
6. Dinamika formiranja antitijela.
Antigeni (od grč. anti- protiv, genos- stvoriti; termin predložen u 1899 Deutsch) - tvari različitog porijekla koje nose znakove genetske stranosti i kada se unesu u organizam izazivaju razvoj specifičnih imunoloških reakcija.
Glavne funkcije antigena:
Inducirati imunološki odgovor (sinteza antitijela i pokretanje reakcija ćelijskog imuniteta).
Oni posebno stupaju u interakciju s nastalim antitijelima (in vivo i in vitro).
Obezbedite imunološka memorija- sposobnost tijela da na ponovljeno uvođenje antigena odgovori imunološkom reakcijom koju karakterizira veća snaga i brži razvoj.
Odredite razvoj imunološka tolerancija- nedostatak imunološkog odgovora na specifični antigen uz zadržavanje sposobnosti imunog odgovora na druge antigene.
Struktura antigena:
Antigeni se sastoje od 2 dijela:
1. Nosač visoke molekularne težine (schlepper)- visokopolimerni protein koji određuje antigenost i imunogenost antigena.
2. Determinantne grupe (epitopi)- površinske strukture antigena, komplementarne aktivni centar antitela ili receptora T-limfocita i određivanje specifičnosti antigena. Jedan nosač može imati nekoliko različitih epitopa, koji se sastoje od peptida ili lipopolisaharida i nalaze se u različitim dijelovima molekule antigena. Njihova raznolikost se postiže zahvaljujući mozaiku ostataka aminokiselina ili lipopolisaharida koji se nalaze na površini proteina.
Određuje broj determinantnih grupa ili epitopa valencija antigena.
Valencija antigena- broj identičnih epitopa na molekulu antigena, jednak broju molekula antitijela koji se mogu vezati za njega.
Glavna svojstva antigena:
1. Imunogenost- sposobnost izazivanja imuniteta, imuniteta na infekcije (koristi se za karakterizaciju infektivnih agenasa).
2. Antigenost- sposobnost induciranja stvaranja specifičnih antitijela (posebna varijanta imunogenosti).
3. Specifičnost- osobina po kojoj se antigeni međusobno razlikuju i određuje sposobnost selektivne reakcije sa specifičnim antitijelima ili senzibiliziranim limfocitima.
Imunogenost, antigenost i specifičnost zavise od mnogih faktora.
Faktori koji određuju antigenost:
- stranost (heterogenost)- genetski određeno svojstvo antigena nekih životinjskih vrsta da se razlikuju od antigena drugih životinjskih vrsta (što su životinje fenotipski udaljene jedna od druge, to imaju više antigenosti jedna u odnosu na drugu).
- Molekularna težina mora biti najmanje 10.000 daltona; s povećanjem molekularne težine, antigenost se povećava.
- Hemijska priroda i hemijska homogenost: najantigeniji su proteini, njihovi kompleksi sa lipidima (lipoproteini), sa ugljikohidratima (glikoproteini), sa nukleinskim kiselinama (nukleoproteini), kao i složeni polisaharidi (sa masom većom od 100.000 D), lipopolisaharidi; Same nukleinske kiseline i lipidi su neimunogeni zbog nedovoljne strukturne krutosti.
- Krutost strukture(pored određene hemijske prirode, antigeni moraju imati i određenu rigidnost strukture, na primjer, denaturirani proteini nemaju antigenost).
- Rastvorljivost(nerastvorljivi proteini ne mogu biti u koloidnoj fazi i ne izazivaju razvoj imunoloških reakcija).
Faktori koji određuju imunogenost:
Svojstva antigena.
Način primjene antigena (oralni, intradermalni, intramuskularni).
Doza antigena.
Interval između administracija.
Stanje imuniziranog makroorganizma.
Brzina uništavanja antigena u tijelu i njegovog uklanjanja iz tijela.
Imunogenost i antigenost možda nisu isto! Na primjer, bacil dizenterije je visoko antigen, ali nije razvijen izražen imunitet protiv dizenterije.
Faktori koji određuju specifičnost:
Hemijska priroda antigenske determinante.
Struktura antigenske determinante (vrsta i sekvenca aminokiselina u primarnom polipeptidnom lancu).
Prostorna konfiguracija antigenskih determinanti.
Vrste antigena po strukturi:
1. Hapteni (defektni antigeni)- ovo je čista determinantna grupa (imaju malu molekulsku masu, ne prepoznaju ih imunokompetentne ćelije, imaju samo specifičnost, tj. nisu u stanju da izazovu stvaranje antitela, već uđu u specifičnu reakciju sa njima):
- jednostavno- stupaju u interakciju sa antitelima u telu, ali nisu u stanju da reaguju sa njima in vitro;
- kompleks- interakciju sa antitelima in vivo i in vitro.
2. Kompletni (konjugirani) antigeni- nastaju kada se hapten veže za nosilac visoke molekularne težine koji je imunogen.
3. Polu-hapteni- to su neorganski radikali (J -, Cr -, Br -, N +) vezani proteinskim molekulima.
4. Proantigeni- hapteni koji se mogu vezati za tjelesne proteine i senzibilizirati ih kao autoantigene.
5. Tolerogeni- antigeni koji mogu suzbiti imunološke reakcije sa razvojem specifične nesposobnosti da se na njih odgovori.
Vrste antigena prema stepenu stranosti:
1. Specifični antigeni- antigeni određene vrste organizma.
2. Grupni antigeni (aloantigeni)- antigeni koji uzrokuju intraspecifične razlike kod jedinki iste vrste, dijeleći ih u grupe (serogrupe kod mikroorganizama, krvne grupe kod ljudi).
3. Individualni antigeni (izoantigeni)- antigeni određene osobe.
4. Heterogeni (unakrsne reakcije, ksenoantigeni) antigeni- antigeni zajednički organizmima različite vrste, udaljeni jedno od drugog:
- antigena mimikrija- dugotrajno odsustvo imunološke reakcije na antigene zbog sličnosti sa antigenima domaćina (mikroorganizmi se ne prepoznaju kao strani);
- unakrsne reakcije- antitela nastala protiv antigena mikroorganizama dolaze u kontakt sa antigenima domaćina i mogu izazvati imunološki proces (na primer: hemolitički streptokok ima unakrsnu reakciju antigena sa antigenima miokarda i bubrežnih glomerula; virus ospica ima unakrsnu reakciju antigena na protein mijelina, stoga imunološka reakcija doprinosi demijelinizaciji nervnih vlakana i razvoju multiple skleroze).
Antigeni mikroorganizama u zavisnosti od sistematskog položaja:
1. Specifične vrste- antigeni jedne vrste mikroorganizama.
2. Specifično za grupu- antigeni jedne grupe unutar vrste (podijelite mikroorganizme na serogrupe).
3. Specifičan tip- antigeni jedne vrste (varijante) unutar vrste (podijelite mikroorganizme na serovari/serotipovi).
Specifičnost - ovo je sposobnost antigena da interaguje sa strogo definisanim antitelima ili antigenskim receptorima limfocita.
U ovom slučaju, interakcija se ne događa s cijelom površinom antigena, već samo s njegovim malim dijelom, koji se naziva “antigenska determinanta” ili “epitop”. Jedan molekul antigena može imati od nekoliko jedinica do nekoliko stotina epitopa različite specifičnosti. Broj epitopa određuje valentnost antigena. Na primjer: albumin jajeta (M 42.000) ima 5 epitopa, tj. 5-valenten, protein tireoglobulin (M 680.000) - 40-valenten.
U proteinskim molekulima, epitop (antigenska determinanta) formiran je skupom aminokiselinskih ostataka. Veličina antigenske determinante proteina može uključivati od 5 - 7 do 20 aminokiselinskih ostataka. Epitopi koje prepoznaju antigenski receptori B i T limfocita imaju svoje karakteristike.
Epitopi B-ćelija konformacionog tipa (formirani od aminokiselinskih ostataka iz razni dijelovi proteinske molekule, ali bliske u prostornoj konfiguraciji proteinske globule) nalaze se na vanjskoj površini antigena, formirajući petlje i izbočine. Tipično, broj aminokiselina ili šećera u epitopu je od 6 do 8. Receptori za prepoznavanje antigena B ćelija prepoznaju nativnu konformaciju epitopa, a ne linearnu sekvencu aminokiselinskih ostataka.
Epitopi T stanica su linearni niz aminokiselinskih ostataka koji čine dio antigena i uključuju veći broj aminokiselinskih ostataka u poređenju sa B-ćelijskim ostacima. Njihovo prepoznavanje ne zahtijeva pohranjivanje prostorne konfiguracije.
Imunogenost - sposobnost antigena da indukuje imunološku odbranu makroorganizma. Stepen imunogenosti određuju sljedeći faktori:- Stranost . Da bi supstanca djelovala kao imunogen, mora biti prepoznata kao "nije vlastita". Što je antigen straniji, odnosno što je manje sličan vlastitim strukturama tijela, to je jači imunološki odgovor koji izaziva. Na primjer, sintezu antitijela na albumin goveđeg seruma lakše je izazvati kod zeca nego kod koze. Zečevi pripadaju redu lagomorfa i u filogenetskom su razvoju udaljeniji od koze i bika, koji pripadaju artiodaktilima.
- Priroda antigena . Najmoćniji imunogeni su proteini. Čisti polisaharidi, nukleinske kiseline i lipidi imaju slaba imunogena svojstva. Istovremeno, lipopolisaharidi, glikoproteini i lipoproteini su sposobni da u dovoljnoj meri aktiviraju imuni sistem.
- Molekularna masa . Pod svim ostalim stvarima, veća molekularna težina antigena daje veću imunogenost. Antigeni se smatraju dobrim imunogenima ako je njihova molekularna težina veća od 10 kDa. Što je veća molekularna težina, to je više mjesta vezivanja (epitopa), što dovodi do povećanja intenziteta imunološkog odgovora.
- Rastvorljivost. Korpuskularni antigeni povezani sa stanicama (eritrociti, bakterije) obično su imunogeničniji. Rastvorljivi antigeni (serumski albumin) također mogu biti visoko imunogeni, ali se brže uklanjaju. Da bi se produžilo vrijeme njihovog zadržavanja u tijelu, neophodno za razvoj efikasnog imunološkog odgovora, koriste se adjuvansi (deponirajuće supstance). Adjuvansi su tvari koje se koriste za jačanje imunološkog odgovora, na primjer, tekući parafin, lanolin, aluminij hidroksid i fosfat, kalijum alum, kalcijum hlorid itd.
- Hemijska struktura antigena . Povećanjem broja aromatičnih aminokiselina u sintetičkim polipeptidima povećava se njihova imunogenost. Sa jednakom molekularnom težinom (oko 70.000), albumin je jači antigen od hemoglobina. Istovremeno, protein kolagena, čija je molekulska težina 5 puta veća od albumina i iznosi 330.000, ima znatno manju imunogenost u odnosu na albumin, što je nesumnjivo posljedica strukturnih karakteristika ovih proteina.
Imunogenost (Imuno- + grčki -genēs stvaranje, proizvodnja)
1. Mala medicinska enciklopedija. - M.: Medicinska enciklopedija. 1991-96 2. Prvo zdravstvenu zaštitu. - M.: Velika ruska enciklopedija. 1994 3. Enciklopedijski rječnik medicinski termini. - M.: Sovjetska enciklopedija. - 1982-1984.
Pogledajte šta je "imunogenost" u drugim rječnicima:
Imunogenost je sposobnost antigena da izazove imuni odgovor, bez obzira na njegovu imunološku specifičnost. Stepen imunogenosti ne zavisi samo od svojstava molekula antigena, već i od uslova unošenja u organizam, kao i od dodatnih ... ... Wikipedia
imunogenost- Sposobnost lijeka da izazove imuni odgovor. [Englesko-ruski pojmovnik osnovnih pojmova u vakcinologiji i imunizaciji. Svjetska zdravstvena organizacija, 2009] Teme vakcinologija, imunizacija EN imunogenostimunogena aktivnost... Imenik tehnički prevodilac
- (imuno + grčki geni koji stvaraju, proizvode) sposobnost supstance da izazove specifičan imuni odgovor sa razvojem imuniteta... Veliki medicinski rječnik
imunogenost- imunogenost, i... Ruski pravopisni rječnik
Imunogenost- - sposobnost supstanci da izazovu specifičan imuni odgovor sa razvojem imuniteta... Rječnik pojmova o fiziologiji domaćih životinja
- (od grčkog ἅπτω vezati) niskomolekularne tvari koje nemaju imunogenost i stječu ih povećanjem molekularne mase (na primjer, zbog vezivanja za poseban proteinski nosač, tzv. "schlepper"). U... ... Wikipediji
Glavni članak: Vakcina protiv hepatitisa B protiv virusa hepatitisa B je imunobiološki preparat, grupa vakcina protiv hepatitisa B, različitih proizvođača. Iako je vakcinacija samo jedan od nekoliko načina prevencije bolesti,... ... Wikipedia
- (grčki anti protiv + gennao stvaraju, proizvode) bioorganske supstance koje imaju znakove genetske stranosti (antigenosti) i kada se unesu u organizam izazivaju razvoj imunološkog odgovora. Antigenost nije ograničena na proteine... Medicinska enciklopedija
- (lat. bovine vaccinus) preparati dobijeni od mikroorganizama ili njihovih metaboličkih produkata; koriste se za aktivnu imunizaciju ljudi i životinja u preventivne i terapeutske svrhe. Vakcine se sastoje od aktivnog principa specifičnog... Medicinska enciklopedija
Glavni članak: Influenca Vakcina za prevenciju gripe, lijek iz grupe bioloških lijekova koji obezbjeđuje kratkoročni imunitet na virus gripe, smatra se jednim od najefikasnijih sredstava prevencije... ... Wikipedia
Cervarix je rekombinantna adsorbirana vakcina za prevenciju bolesti uzrokovanih humanim papiloma virusima (HPV), koja sadrži pomoćno sredstvo AS04. To je mješavina virusnih čestica rekombinantnih površinskih proteina HPV-a... ... Wikipedia
Sve vakcine, osim genetski modifikovanih, heterogene su po svom antigenom sastavu. Kada se daju korpuskularne vakcine (žive ili ubijene), pojavljuju se proizvodi njihovog raspadanja, koji se razlikuju po fizičko-hemijskim svojstvima. Nastaju oligomeri, monomeri i fragmenti male molekularne težine. Potonji su u stanju da stupe u interakciju sa specifičnim receptorima imunokomponentnih ćelija bez izazivanja imunološkog odgovora. Osim toga, vrlo velike molekule antigena sa visok stepen valencije mogu biti i tolerogene. Manje heterogeni su toksoidi i visoko pročišćene mikrobne frakcije koje se koriste kao vakcine.
Imunogenost punih antigena uključenih u vakcine zavisi od veličine i polimernosti njihovih molekula, imunogenost haptena zavisi od gustine njihovog epitopa na molekulu nosaču. Niskopolimerni antigen može izazvati ne samo slab, već i kvalitativno drugačiji tip imunološkog odgovora u odnosu na antigen visokog polimera.
Sa stanovišta molekularne i stanične imunologije, vakcina mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:
- Vakcina mora aktivirati potporne ćelije (makrofage, dendritske ćelije, Langerhansove ćelije) koje su uključene u procesiranje i prezentaciju antigena.
- Mora sadržavati epitope za T i B ćelije, osiguravajući neophodnu ravnotežu humoralnog i ćelijskog imuniteta.
- Trebalo bi da se lako obrađuje, a njegovi epitopi bi trebali biti u mogućnosti da stupe u interakciju sa antigenima histokompatibilnosti klase 1 i/ili klase II.
- Trebalo bi inducirati stvaranje regulatornih ćelija (T-pomoćnika), efektorskih ćelija (ćelija ubica, T-efektora HNL-a, ćelija koje stvaraju antitijela) i ćelija imunološke memorije.
Idealna vakcina mora ispuniti dva osnovna zahtjeva: mora biti sigurna i visoko efikasna. Trebalo bi da se primeni jednom i obezbedi doživotni imunitet za 100% vakcinisanih. Takvih vakcina još nema. Unatoč velikim naprecima u poboljšanju postojećih vakcina i razvoju novih lijekova, trajanje imuniteta koje se javlja nakon primjene većine vakcina je kratko, čak i ako se ista vakcina primjenjuje više puta. Za neke vakcine to je samo 1 godina (Tabela 25). Podatke navedene u tabeli dobili su različiti autori u drugačije vrijeme i prilično su uslovni. Treba napomenuti da kod imuniziranih osoba određen stepen specifične zaštite ostaje i nakon nestanka cirkulirajućih antitijela.
Tabela 25. Trajanje imuniteta (na osnovu titra zaštitnih antitela) nakon primarne imunizacije
|
Jačina imunog odgovora zavisi od dva glavna faktora: svojstva makroorganizma i karakteristika antigena koji se koriste za imunizaciju. Imunogenost antigena dobijenih od patogena zaraznih bolesti nije ista. Najimunogeniji su egzotoksini i površinski antigeni mikroorganizama. Imunogenost vakcine u velikoj meri zavisi od toga koliko su dobro odabrani antigeni za dizajn leka. Ako je njegova imunogenost nedovoljna, koriste se nespecifični imunostimulansi (adjuvansi). U praksi vakcinacije kao imunostimulansi koriste se aluminijum hidroksid, aluminijum fosfat, kalcijum fosfat, polioksidonijum i proteinski nosači.
Poteškoće u stvaranju visokoefikasnih vakcina povezane su i sa karakteristikama makroorganizma, njegovog genotipa, fenotipa i postojanjem dva tipa imuniteta (humoralnog i ćelijskog), koji su regulisani različitim subpopulacijama pomoćnih ćelija (Th1 i Th2). Imunitet nakon vakcinacije sastoji se od dvije vrste imunoloških reakcija: humoralne i stanične. Odsustvo cirkulirajućih antitijela još nije dokaz slabog imuniteta, ali novi sastanak s antigenom, imunološki odgovor se razvija zbog imunološkog pamćenja. Osim toga, otpornost na određene vrste infekcija zasniva se na ćelijskim mehanizmima, pa vakcine koje se koriste za prevenciju ovih infekcija moraju izgraditi ćelijski imunitet.
Imunogenost vakcina je osnova njihove efikasnosti. U pravilu, korpuskularnost vakcina (živih, ubijenih) obezbjeđuje potrebnu imunogenost, u drugim slučajevima često je potrebno koristiti dodatne metode za povećanje imunogenosti vakcina.
Načini povećanja imunogenosti vakcina
- Upotreba optimalne koncentracije antigena.
- Prečišćavanje vakcina od supstanci male molekularne težine koje mogu izazvati specifičnu ili nespecifičnu supresiju imunog odgovora.
- Agregacija antigena kovalentnim vezivanjem i drugim metodama kompleksiranja.
- Uključivanje maksimalnog broja epitopa antigena u vakcinu.
- Sorpcija na supstance koje stvaraju depo antigena (aluminijum hidroksid, kalcijum fosfat, itd.).
- Upotreba liposoma (emulzija voda-ulje).
- Dodatak mikrobnih, biljnih, sintetičkih i drugih vrsta pomoćnih sredstava.
- Vezivanje slabog antigena za proteinski nosač (tetanus, difterijski toksoid, itd.).
- Ugradnja antigena u mikrokapsule omogućavajući oslobađanje antigena specificirani interval vrijeme.
10. Poboljšanje uslova za obradu i prezentaciju antigena. Upotreba antigena histokompatibilnosti klase 1 i 2 ili antitijela na ove antigene.
Različiti su pristupi stvaranju vakcina koje osiguravaju stvaranje ćelijskog i humoralnog imuniteta. To je zbog učešća dvije regulatorne ćelije u imunološkom odgovoru: Th1 i Th2. Između njih postoji određeni stepen antagonizma, iako su formirani od iste vrste progenitorskih ćelija. Prilično je teško dobiti vakcinu koja bi izazvala ćelijski imunitet. U mnogim slučajevima nije moguće prebaciti Th2 imunološki odgovor na vakcinu, koja stimulira proizvodnju antitijela, na Th1 ćelijski odgovor.
Ključno je da vakcine izazovu T-ovisni imunološki odgovor. U suprotnom, odgovor će biti kratkotrajan i ponovljena primjena vakcine neće proizvesti sekundarni odgovor. Primarni i sekundarni imuni odgovor se međusobno razlikuju po dinamici formiranja imuniteta (slika 11). Sekundarni imunološki odgovor nije dovoljno izražen ako se za imunizaciju koristi slab antigen, ako su u tijelu prisutna pasivno unesena ili aktivno stečena antitijela, ako se antigen daje pacijentu sa imunodeficijencijom.
Sekundarni imunološki odgovor karakteriziraju sljedeće karakteristike:
- Raniji (u poređenju sa primarnim odgovorom) razvoj imunoloških reakcija.
- Smanjenje doze antigena potrebne za postizanje optimalnog odgovora.
- Povećana snaga i trajanje imunološkog odgovora.
- Jačanje humoralnog imuniteta:
– povećanje broja ćelija koje stvaraju antitijela i cirkulirajućih antitijela;
– aktivacija Th2 i povećana proizvodnja njihovih citokina (IL-3, 4, 5, 6, 9, 10, 13, GM-CSF, itd.);
– smanjenje perioda formiranja IgM antitela, dominacija 1nSt i IgA antitela;
– povećanje afiniteta antitela.
5. Jačanje ćelijskog imuniteta:
– povećanje broja antigen-specifičnih T-ubica i T-efektora HNL-a;
– aktivacija Th1 i povećana proizvodnja njihovih citokina (IF-γ, FIO, IL-2, GM-CSF, itd.);
– povećanje afiniteta antigen-specifičnih T-ćelijskih receptora.
6. Povećanje otpornosti na infekcije.
Tijelo stiče sposobnost da brzo reagira na ponovljeni kontakt s antigenom zahvaljujući imunološkom pamćenju. Karakterističan je za ćelijski i humoralni imunitet i zavisi od formiranja T- i B-memorijskih ćelija. Imunološka memorija se razvija nakon infekcije ili vakcinacije i traje dugo vremena.
Kod nekih infekcija, antitela ostaju u serumu decenijama. Međutim, poluživot najstabilnijeg imunoglobulina je u prosjeku 25 dana. Dakle, tijelo stalno ponovo sintetiše specifični imunoglobulin.
Trajanje postinfektivnog imuniteta zavisi od svojstava patogena, infektivne doze, stanja imunog sistema, genotipa, starosti i drugih faktora. Imunitet može biti kratkotrajan, na primjer kod gripe, dizenterije, povratne groznice, prilično dugotrajan, na primjer kod antraksa, rikecioze, leptospiroze, pa čak i doživotan, na primjer kod dječje paralize, malih boginja, velikog kašlja.
Stečeni imunitet je dobra odbrana od infekcije istim patogenom. Ako je glavni mehanizam imuniteta tokom date infekcije efekat neutralizacije, tada je prisustvo određenog nivoa cirkulišućih antitela dovoljno da spreči ponovnu infekciju.
Za postizanje trajnog imuniteta, vakcine se moraju primijeniti 2 puta ili više. Primarna vakcinacija može se sastojati od nekoliko doza vakcine, intervali između doza su strogo regulisani. Raspored revakcinacije je fleksibilniji, revakcinacija se može obaviti nakon godinu dana ili čak nakon nekoliko godina.
Razmak između primjena vakcine trebao bi biti najmanje 4 sedmice. U suprotnom se razvija manje stabilan imunitet. Suprotno tome, blago povećanje intervala od 4 sedmice može povećati sekundarni imunološki odgovor. Maksimalno povećanje koncentracije antitela tokom sekundarnog odgovora na vakcine javlja se pri niskim početnim titrima antitela. Visok prethodni nivo antitela sprečava dodatnu proizvodnju antitela i njihovo dugoročno očuvanje, au nekim slučajevima se primećuje i smanjenje titra antitela.
