Identifikacija bakterija po antigenskoj strukturi. Bakterijski antigeni
Antigeni bakterija po lokalizaciji se dijele na kapsularne, somatske, flagelarne i egzoproduktne antigene (slika 9.6).
Rice.
K - kapsula, 1 - virulencija, H - flagelati, 0 - somatski
Kapsularni antigeni ili K antigeni su najudaljenije trajne strukture na površini mikrobne ćelije. Prema njihovoj hemijskoj strukturi, identificirani su uglavnom kao polisaharidi, iako je bivša podjela K-antigena Escherichia na L- i B-termolabilne antigene također omogućila proteinsku prirodu ovih struktura. Njihovu osnovu u pneumokokama čine šećeri koji se ponavljaju: D-glukoza, O-galaktoza i L-ramnoza.
Antigenski, kapsularni polisaharidi su heterogeni. Kod streptokoka pneumonije, na primjer, razlikuje se više od 80 seroloških varijanti (serovara), što se široko koristi u dijagnostičkom i terapijskom radu. Homogeniji K-antigeni polisaharidne prirode uključuju Uantigene enterobakterije, Brucella, Francisella; polisaharidno-proteinska priroda - Yersinia Y-Y antigeni; priroda proteina - M-protein streptokoka grupe A, protein A stafilokoka, antigeni K-88 i K-99 Escherichia.
Druge vanjske strukture sa antigenskim svojstvima uključuju faktor vrpce mikobakterija, polipeptidne kapsule antraksnog mikroba, ali zbog svoje varijabilnosti nisu klasifikovani kao kapsularni antigeni.
Somatski antigeni ili O-antigeni su bočni oligosaharidni lanci lipopolisaharida (endotoksina) koji strše iznad površine stanične stijenke gram-negativnih bakterija. Terminalni ostaci ugljikohidrata u bočnim oligosaharidnim lancima mogu se razlikovati kako po redoslijedu rasporeda ugljikohidrata u oligosaharidnom lancu tako i sterički. U stvari, one su antigenske determinante. Salmonela ima oko 40 takvih determinanti, do četiri na površini jedne ćelije. Prema njihovoj zajedničkosti, salmonele su kombinovane u O-grupe. Međutim, specifičnost salmonele O-antigena povezana je sa dideoksiheksozama, među kojima su nađene paratoze, kolitoze, abekvoz, teveloza, askariloza itd.
Vanjski polisaharidni dio O-antigena (tačnije endotoksin) odgovoran je za antigenske veze enterobakterija, tj. za nespecifične serološke testove, koji se mogu koristiti za identifikaciju ne samo vrste, već i soja enterobakterije.
O antigeni su nazivani somatskim kada njihova točna lokalizacija još nije bila poznata. U stvari, i K- i O-antigeni su površinski, razlika je u tome što K-antigen štiti O-antigen. Otuda slijedi: prije otkrivanja O-antigena, potrebno je podvrgnuti suspenziju ispitivane bakterije termičkoj obradi.
Flagelarni antigeni, ili H-antigeni, prisutni su u svim pokretnim bakterijama. Ovi antigeni su termolabilni kompleksi proteina flageluma koje posjeduju mnoge enterobakterije. Dakle, enterobakterije imaju dva skupa antigenskih determinanti - soj-specifične (O-antigen) i grupe specifične (H-antigen i K-antigen).
Kompletna antigena formula gram-negativnih bakterija ispisana je u nizu O:N:K. Antigeni su najstabilniji markeri određenih patogena, što omogućava da se napravi ozbiljna epizootološka ili epidemiološka analiza.
Bakterijske spore takođe imaju antigena svojstva. Sadrže antigen zajednički za vegetativnu ćeliju i antigen spore.
Dakle, trajne, privremene strukture i oblici bakterija, kao i njihovi metaboliti, imaju samostalna antigena svojstva, koja su, međutim, karakteristična za određene vrste mikroorganizama. Budući da su svi oni markeri posebne strukture DNK kod ove vrste bakterija, površina mikrobne ćelije i njeni metaboliti često sadrže zajedničke antigene determinante.
Posljednja činjenica je važna za poboljšanje metoda za identifikaciju mikroorganizama. Tako, na primjer, umjesto dugotrajne, skupe i ne uvijek ponovljive reakcije neutralizacije, može se koristiti ekspresna metoda koja se temelji na detekciji površinskih determinanti pomoću imunofluorescencije za određivanje serovara botulinum mikroba.
Za razliku od antigena drugog porijekla, među bakterijskim antigenima razlikuju se takozvani zaštitni ili zaštitni antigeni. Antitijela razvijena protiv ovih antigena štite organizam datog patogenog mikroorganizma. Zaštitna svojstva imaju kapsularni antigeni pneumokoka, M-protein streptokoka, A-protein stafilokoka, protein druge frakcije egzotoksina bacila antraksa, proteinski molekuli donjih slojeva zida nekih gram-negativnih bakterija itd. Pročišćeni zaštitni antigeni nemaju pirogena, alergena svojstva, dobro su očuvani i stoga se približavaju idealnim preparatima vakcine.
Zaštitni antigeni određuju imunogenost mikrobnih antigena. Antigeni nisu svih mikroorganizama u stanju stvoriti jednako izražen imunitet. Da bi se povećala imunogenost, u nekim slučajevima, antigen se miješa sa adjuvansima - nespecifičnim stimulatorima mineralne ili organske imunogeneze. Češće se u tu svrhu koriste aluminijum hidroksid, aluminijum-kalijum stipsa, lanolin, vazelinsko ulje, bakterijski lipopolisaharid, bordetel preparati itd. adjuvans). Inokulacija ljudi inaktiviranim vakcinama protiv gripe i poliomijelitisa sa nekompletnim Freundovim adjuvansom potvrdila je njihovu efikasnost. Slični adjuvansi su uspješno korišteni za povećanje imunogenosti virusnih cjepiva protiv FMD-a, parainfluence tipa 3, Aujeszkyjeve bolesti, pseće kuge, infektivnog psećeg hepatitisa, Gumboroove bolesti, Newcastleske bolesti, konjske gripe, rotavirusne dijareje teleta i drugih bolesti. Takve vakcine izazivaju izražen i produžen imunološki odgovor. Zahvaljujući tome značajno se povećava efikasnost vakcinacije i smanjuje broj godišnjih vakcinacija. Svaki adjuvans se ubrizgava u tijelo prema uputama koje su mu priložene: subkutano, intramuskularno, intraperitonealno, itd.
Suština adjuvantnog djelovanja ovih lijekova je da spriječi ulazak antigena pomiješanog s njima u tijelo, čime se produžava njegovo imunizirajuće djelovanje, smanjuje reaktogenost, au nekim slučajevima izaziva blast transformacija (slika 9.7).
Rice. 9.7.
Većina adjuvansa je sposobna da deponuje antigen, tj. adsorbuju ga na svojoj površini i dugo zadržavaju u organizmu, čime se produžava trajanje njegovog dejstva na imuni sistem. Međutim, upotreba mikrobnih pomoćnih sredstava izbjegava se u proizvodnji antiseruma za imunohemijske analize, posebno da bi se utvrdila priroda antigena ili antigenskih veza, jer oni smanjuju specifičnost antiseruma. To se dešava zbog heterogenosti (ili heterofilnosti) antigena, tj. antigena zajednica mikroba različitih taksonomskih grupa, tkiva biljaka, životinja i ljudi.
Antigenska struktura mikroorganizama je vrlo raznolika. U mikroorganizmima postoje uobičajeni, ili grupni, i specifični, ili tipični, antigeni.
Grupni antigeni su zajednički za dvije ili više vrsta mikroba koji pripadaju istom rodu, a ponekad i različitim rodovima. Dakle, antigeni zajedničke grupe prisutni su u određenim tipovima roda Salmonella; uzročnici trbušnog tifusa imaju zajedničke antigene grupe sa patogenima paratifusa A i paratifusa B (0-1,12).
Specifični antigeni prisutni su samo u datom tipu mikroba, ili čak samo u određenom tipu (varijanti) ili podtipu unutar vrste. Određivanje specifičnih antigena omogućava razlikovanje mikroba unutar roda, vrste, podvrste, pa čak i tipa (podtipa). Dakle, unutar roda Salmonella diferencirano je više od 2000 tipova Salmonella prema kombinaciji antigena, a u podvrsti Shigella Flexner - 5 serotipova (serovarijanti).
Prema lokalizaciji antigena u mikrobnoj ćeliji, razlikuju se somatski antigeni povezani sa tijelom mikrobne ćelije, kapsularno-površinski ili školjkasti antigeni i flagelarni antigeni koji se nalaze u flagelama.
Somatski, O-antigeni(od njemačkog ohne Hauch - bez disanja), povezuju se s tijelom mikrobne ćelije. Kod gram-negativnih bakterija, O-antigen je složen kompleks lipid-polisaharid-proteinske prirode. Vrlo je toksičan i endotoksin ovih bakterija. Kod uzročnika koknih infekcija, Vibrio cholerae, uzročnika bruceloze, tuberkuloze i nekih anaerobnih, iz tijela mikrobnih stanica izolovani su polisaharidni antigeni koji određuju tipičnu specifičnost bakterija. Kao antigeni, mogu biti aktivni u svom čistom obliku iu kombinaciji sa lipidima.
Flagella, H-antigeni(od njemačkog Hauch - dah), su proteinske prirode i nalaze se u flagelama pokretnih mikroba. Flagelarni antigeni se brzo uništavaju zagrijavanjem i djelovanjem fenola. Dobro su očuvani u prisustvu formalina. Ovo svojstvo se koristi u proizvodnji ubijenih dijagnostičkih spermi za reakciju aglutinacije, kada je potrebno sačuvati flagelu.
Kapsularni, K - antigeni, - nalaze se na površini mikrobne ćelije i nazivaju se i površinskim, ili školjkama. Najdetaljnije su proučavani kod mikroba iz intestinalne porodice, u kojima se razlikuju Vi-, M-, B-, L- i A-antigeni. Među njima je veliki značaj Vi-antigen. Prvi put je otkriven u sojevima tifusnih bakterija visoke virulencije i nazvan je antigen virulencije. Kada je osoba imunizirana kompleksom O- i Vi-antigena, uočava se visok stepen zaštite od tifusne groznice. Vi antigen se uništava na 60°C i manje je toksičan od O antigena. Također se nalazi u drugim crijevnim mikrobima, kao što je Escherichia coli.
Zaštitni(od lat. protectio - pokroviteljstvo, zaštita), ili zaštitni, antigen nastaje od mikroba antraksa u organizmu životinja i nalazi se u različitim eksudatima u slučaju antraksa. Zaštitni antigen je dio egzotoksina koji luči mikrob antraksa i sposoban je izazvati imunitet. Kao odgovor na uvođenje ovog antigena, formiraju se antitijela koja fiksiraju komplement. Zaštitni antigen se može dobiti uzgojem antraks mikroba na složenom sintetičkom mediju. Od zaštitnog antigena pripremljena je visokoefikasna hemijska vakcina protiv antraksa. Zaštitni zaštitni antigeni pronađeni su i kod uzročnika kuge, bruceloze, tularemije, velikog kašlja.
Kompletni antigeni izazivaju u tijelu sintezu antitijela ili senzibilizaciju limfocita i reagiraju s njima i in vivo i in vitro. Punopravne antigene karakterizira stroga specifičnost, odnosno izazivaju u tijelu proizvodnju samo specifičnih antitela koja reaguju samo sa ovim antigenom. Ovi antigeni uključuju proteine životinjskog, biljnog i bakterijskog porijekla.
Defektni antigeni (haptens) su složeni ugljikohidrati, lipidi i druge tvari koje nisu sposobne izazvati stvaranje antitijela, ali s njima stupaju u specifičnu reakciju. Hapteni stječu svojstva punopravnih antigena samo ako se unose u tijelo u kombinaciji s proteinom.
Tipični predstavnici haptena su lipidi, polisaharidi, nukleinske kiseline, kao i jednostavne supstance: boje, amini, jod, brom itd.
Vakcinacija kao metoda prevencije zaraznih bolesti. Istorija razvoja vakcinacije. Vakcine. zahtjevi za vakcine. Faktori koji određuju mogućnost stvaranja vakcina.
Vakcine su biološki aktivni lijekovi koji sprječavaju razvoj zaraznih bolesti i drugih manifestacija imunopatologije. Princip upotrebe vakcina je da se unapredi stvaranje imuniteta i, kao rezultat, otpornost na razvoj bolesti. Vakcinacija se odnosi na aktivnosti koje imaju za cilj vještačku imunizaciju stanovništva uvođenjem vakcina radi povećanja otpornosti na bolest. Svrha vakcinacije je stvaranje imunološke memorije protiv određenog patogena.
Razlikovati pasivnu i aktivnu imunizaciju. Uvođenje imunoglobulina dobijenih iz drugih organizama je pasivna imunizacija. Koristi se i u terapeutske i profilaktičke svrhe. Uvođenje vakcina je aktivna imunizacija. Glavna razlika između aktivne imunizacije i pasivne imunizacije je formiranje imunološke memorije.
Imunološka memorija omogućava ubrzano i efikasnije uklanjanje stranih agenasa kada se ponovo pojave u tijelu. Osnova imunološkog pamćenja su T- i B-memorijske ćelije.
Prva vakcina je dobila ime po toj reči vaccinia(vaccinia) je virusna bolest goveda. Engleski ljekar Edward Jenner prvi je 1796. godine upotrijebio vakcinu protiv velikih boginja dječaka Jamesa Phippsa, dobijenu iz vezikula na ruci pacijenta oboljelog od kravljih boginja. Tek nakon skoro 100 godina (1876-1881) Louis Pasteur je formulirao glavni princip vakcinacije. - upotreba oslabljenih preparata mikroorganizama za formiranje imuniteta protiv virulentnih sojeva.
Neke od živih vakcina stvorili su sovjetski naučnici, na primjer, P. F. Zdrodovsky je stvorio vakcinu protiv tifusa 1957-59. Vakcinu protiv gripa kreirala je grupa naučnika: A. A. Smorodincev, V. D. Solovjov, V. M. Ždanov 1960. godine. P. A. Vershilova je 1947-51 stvorila živu vakcinu protiv bruceloze.
Vakcina mora ispunjavati sljedeće uslove:
● aktivirati ćelije uključene u procesiranje i prezentaciju antigena;
● sadrže epitope za T- i T-ćelije, dajući ćelijski i humoralni odgovor;
● lako se obrađuje uz naknadnu efektivnu prezentaciju antigena histokompatibilnosti;
● indukuju stvaranje efektorskih T-ćelija, ćelija koje proizvode antitela i odgovarajućih memorijskih ćelija;
● spriječiti razvoj bolesti na duže vrijeme;
● biti bezopasan, odnosno ne izazivati ozbiljne bolesti i neželjene efekte.
Efikasnost vakcinacije je zapravo procenat vakcinisanih koji su na vakcinaciju odgovorili formiranjem specifičnog imuniteta. Dakle, ako je efikasnost određene vakcine 95%, onda to znači da je od 100 vakcinisanih 95 pouzdano zaštićeno, a 5 je i dalje u opasnosti od bolesti. Efikasnost vakcinacije određuju tri grupe faktora. Faktori koji zavise od pripreme vakcine: svojstva same vakcine koja određuju njenu imunogenost (živa, inaktivirana, korpuskularna, podjedinica, količina imunogena i pomoćnih sredstava itd.); kvalitet proizvoda vakcine, odnosno imunogenost nije izgubljena zbog isteka roka trajanja vakcine ili zbog činjenice da nije pravilno skladištena ili transportovana. Faktori u zavisnosti od vakcinisanog: genetski faktori koji određuju fundamentalnu mogućnost (ili nemogućnost) razvoja specifičnog imuniteta; godine, jer je imuni odgovor najbliže određen stepenom zrelosti imunog sistema; zdravstveno stanje "općenito" (rast, razvoj i malformacije, ishrana, akutne ili hronične bolesti itd.); pozadinsko stanje imunog sistema - prvenstveno prisustvo urođenih ili stečenih imunodeficijencija.
Mikrobna identifikacija je određivanje sistematskog položaja kulture izolovane od izvora do nivoa vrste ili varijante. U slučaju povjerenja u čistoću kulture izolovane tokom kultiviranja, počinju je identificirati, oslanjajući se na ključeve (tj. poznatu listu enzimske aktivnosti, poznatu antigensku strukturu), klasifikaciju i karakterizaciju opisanih tipskih sojeva. u priručnicima.
U svrhu identifikacije koristi se skup karakteristika: morfološki(oblik, veličina, struktura, prisustvo flagela, kapsula, spora, relativni položaj u razmazu), tinktorijalni(boja po Gramu i druge metode), hemijski(G+C u DNK i sadržaju, npr. peptidoglikan, celuloza, hitin, itd.), kulturnim(nutritivne potrebe, uslovi, stope i priroda rasta na različitim podlogama), biohemijski(enzimska razgradnja i transformacija različitih supstanci sa stvaranjem međuprodukta i finalnih proizvoda), serološki(antigenska struktura, specifičnost, asocijacije), životne sredine(virulencija, toksigenost, toksičnost, alergenost mikroba i njihovih proizvoda, raspon prijemčivih životinja i drugih biosistema, tropizam, međuvrsni i intraspecifični odnosi, uticaj faktora sredine, uključujući fage, bakteriocine, antibiotike, antiseptike, dezinfekciona sredstva).
Prilikom identifikacije mikroorganizama nije potrebno proučavati sva svojstva. Štaviše, sa ekonomske tačke gledišta, važno je da opseg testiranih testova nije veći nego što je potrebno; također je poželjno koristiti jednostavne (ali pouzdane) testove dostupne širokom spektru laboratorija.
Identifikacija mikroorganizama počinje određivanjem kulture velikim taksonima (tip, klasa, red, porodica). Da biste to učinili, često je dovoljno odrediti izvor kulture, morfološka i kulturološka svojstva, mrlje po Gramu ili Romanovsky-Giemsa. Za utvrđivanje roda, vrste, a posebno varijante, potrebno je primijeniti definiciju biohemijskih, seroloških i ekoloških karakteristika. Šeme mikrobne identifikacije značajno se razlikuju. Dakle, u identifikaciji bakterija naglasak je na biohemijskim i serološkim svojstvima, gljiva i protozoa - na morfološkim karakteristikama ćelija i kolonija. Prilikom identifikacije virusa koristi se metoda molekularne hibridizacije za utvrđivanje specifičnosti genoma, kao i posebni serološki testovi.
Biohemijska identifikacija čiste kulture bakterija provodi se pomoću diferencijalno dijagnostičkih medija. Diferencijalni dijagnostički mediji sadrže supstrat za bilo koji enzim otkriven u mikrobu i indikator koji fiksira promjenu pH hranljivog medija i boji ga u boje karakteristične za kisele ili alkalne pH vrijednosti (slika 2.1).
Sl.2.1. Primjer biohemijske (enzimske) aktivnosti predstavnika porodice Enterobacteriaceae. U podlogu je dodat indikator bromofenol plavo, pri neutralnim pH vrednostima podloga je travnato zelene boje, kod kiselih vrednosti je žuta, a kod alkalnih pH vrednosti je plava. Indol je alkalni proizvod, prisustvo ureaze je praćeno stvaranjem uree (alkalne pH vrednosti), fermentacija ugljenih hidrata je praćena stvaranjem kiseline. Pozitivan test na sumporovodik praćen je pocrnjenjem medija zbog djelovanja posebnog reagensa
Serološka identifikacija podrazumijeva određivanje antigene specifičnosti proučavane kulture mikroba i antigenske formule – simbolički prikaz antigenske strukture bakterija. Na primjer, antigenska struktura S. typhi je označena kao O9,12:Vi:Hd; jedan od serovara E. coli kao O111:K58:H2. Antigenska formula se određuje aglutinacijskim testom na staklu pomoću seta monoreceptorskih antiseruma, tj. antitijela na specifične bakterijske antigene. Kao proučavani antigeni koristi se uzgojena kultura bakterija, svaki mikrob je korpuskularni antigen, koji daje fenomen aglutinacije kada mu se dodaju specifična antitijela. Neki problemi se javljaju u proučavanju kapsularnih bakterija: kapsula štiti somatski antigen, tako da se njena bakterijska kultura zagrijava za istraživanje. Visoka temperatura doprinosi uništavanju termolabilne kapsule i O-antigen postaje dostupan za tipizaciju. Tehnika postavljanja reakcije aglutinacije na staklu. Kap fiziološkog rastvora (kontrola) i kap antiseruma se nanose na čisto staklo bez masti. Ako postoji nekoliko antiseruma, onda se uzima nekoliko čaša. Mikrobna kultura se unosi u svaku kap pomoću bakterijske petlje. U roku od 1-3 minute uočava se pojava aglutinata koji nastaju tijekom specifičnog vezivanja određenih antitijela na bakterijske antigene i njihovog naknadnog povezivanja u velike ljuskice vidljive oku.
Bakterijski antigeni:
specifičan za grupu (nalazi se u različitim vrstama istog roda ili porodice)
specifične vrste (kod različitih predstavnika iste vrste);
tip-specifične (odredite serološke varijante - serovare, antigenovare unutar jedne vrste).
Ovisno o lokalizaciji u bakterijskoj ćeliji, razlikuju se K-, H-, O-antigeni (označeni slovima latinične abecede).
O-AG - lipopolisaharid stanične stijenke gram-negativnih bakterija. Sastoji se od polisaharidnog lanca (zapravo O-Ag) i lipida A.
Polisaharid je termostabilan (podnosi ključanje 1-2 sata), hemijski stabilan (izdrži tretman sa formalinom i etanolom). Čisti O-AG je slabo imunogen. Pokazuje strukturnu varijabilnost i razlikuje mnoge serovarijante bakterija iste vrste. Na primjer, svaku grupu salmonele karakterizira prisustvo određenog O-AG (polisaharida) - u grupi A
Ovo je faktor 2, grupa B ima faktor 4, i tako dalje. U R-oblici bakterija, O-AG gubi bočne lance
polisaharida i specifičnosti tipa.
Lipid A - sadrži glukozamin i masne kiseline. Ima jaku pomoćnu, nespecifičnu imunostimulirajuću aktivnost i toksičnost. Općenito, LPS je endotoksin. Već u malim dozama izaziva groznicu zbog aktivacije makrofaga i oslobađanja IL1, TNF i drugih citokina, degranulocita i agregacije trombocita. Može se vezati za bilo koju ćeliju u tijelu, a posebno za makrofage. U velikim dozama inhibira fagocitozu, izaziva toksikozu, disfunkciju kardiovaskularnog sistema, trombozu, endotoksični šok. LPS nekih bakterija je dio imunostimulansa (prodigiosan,
pirogenal). Peptoglikani bakterijske ćelijske stijenke imaju snažan adjuvantni učinak na SI ćelije.
H-AG dio je bakterijskih flagela, a njegova osnova je protein flagelin. Thermolabile.
K-AG je heterogena grupa površinskih, kapsularnih AG bakterija.
U kapsuli su. Sadrže uglavnom kisele polisaharide, koji uključuju galakturonsku, glukuronsku i iduronsku kiselinu. Postoje varijacije u strukturi ovih antigena, na osnovu kojih se, na primjer, razlikuje 75 tipova (serotipova) pneumokoka, 80 vrsta Klebsiella itd. Kapsularni antigeni se koriste za pripremu meningokoknih, pneumokoknih i Klebsiella vakcina. Međutim, primjena visokih doza polisaharidnih antigena može izazvati toleranciju.
Antigeni bakterija su i njihovi toksini, ribozomi i enzimi.
Neki mikroorganizmi sadrže unakrsno reaktivne - antigene determinante koje se nalaze u mikroorganizmima i ljudima/životinjama.
Kod mikroba raznih vrsta i kod ljudi postoje uobičajene, slične strukture, AG. Ove pojave se nazivaju antigenska mimikrija. Često, unakrsno reaktivni antigeni odražavaju filogenetsku zajedništvo ovih predstavnika, ponekad su rezultat nasumične sličnosti u konformaciji i nabojima - AG molekula.
Na primjer, Forsmanov AG se nalazi u barahovim eritrocitima, salmoneli i u zamorcima.
Hemolitički streptokoki grupe A sadrže antigene unakrsne reakcije (posebno M-protein) koji su uobičajeni s antigenima endokarda i glomerula ljudskih bubrega. Takvi bakterijski antigeni uzrokuju stvaranje antitijela koja unakrsno reagiraju s ljudskim stanicama, što dovodi do razvoja reumatizma i poststreptokoknog glomerulonefritisa.
Uzročnik sifilisa ima fosfolipide slične strukture onima koji se nalaze u srcu životinja i ljudi. Stoga se kardiolipinski antigen srca životinja koristi za otkrivanje antitijela na spirohetu kod bolesnih ljudi (Wassermannova reakcija).
Antigeni mikroorganizama
Svaki mikroorganizam, ma koliko primitivan bio, sadrži nekoliko antigena. Što je njegova struktura složenija, to se više antigena može naći u njegovom sastavu.
U različitim mikroorganizmima koji pripadaju istim sistematskim kategorijama razlikuju se grupno specifični antigeni - nalaze se u različitim vrstama istog roda ili porodice, specifični za vrstu - kod različitih predstavnika iste vrste i tipski specifični (varijantni) antigeni - u različitim varijantama unutar iste i iste vrste. Potonji se dijele na serološke varijante ili serovare. Među bakterijskim antigenima postoje H, O, K itd.
Flagelarni H-antigeni. Kao što naziv implicira, ovi antigeni su dio bakterijskih flagela. H-antgen je protein flagelina. Uništava se zagrijavanjem, a nakon tretmana fenolom zadržava svoja antigena svojstva.
Somatski O-antigen. Ranije se vjerovalo da je O-antigen zatvoren u sadržaju ćelije, njenoj somi, pa je stoga nazvan somatskim antigenom. Kasnije se ispostavilo da je ovaj antigen povezan sa zidom bakterijske ćelije.
O antigen gram-negativnih bakterija povezan je s LPS-om stanične stijenke. Determinantne grupe ovog kohezivnog kompleksnog antigena su terminalne ponavljajuće jedinice polisaharidnih lanaca povezanih s njegovim glavnim dijelom. Sastav šećera u grupama determinanti, kao i njihov broj, nije isti kod različitih bakterija. Najčešće sadrže heksoze (galaktozu, glukozu, ramnozu itd.), amino šećer (M-acetilglukozamin). O-antigen je termički stabilan: čuva se pri ključanju 1-2 sata, ne uništava se nakon tretmana formalinom i etanolom. Kada se životinje imuniziraju živim kulturama koje imaju flagele, stvaraju se antitijela na O- i H-antigene, a kada se imuniziraju kuhanom kulturom, stvaraju se antitijela samo na O-antgen.
K-antigeni (kapsularni). Ovi antigeni su dobro proučeni kod Escherichia i Salmonella. Oni su, poput O-antigena, blisko povezani sa LPS-om ćelijskog zida i kapsule, ali za razliku od O-antigena, sadrže uglavnom kisele nolisaharide: glukuronsku, galakturonsku i druge uronske kiseline. Prema osjetljivosti na temperaturu, K-antigeni se dijele na A-, B- i L-antigene. Termički najstabilniji su A-antigeni koji mogu da izdrže ključanje duže od 2 sata.B-antigeni mogu izdržati zagrijavanje na temperaturi od 60°C sat vremena, a L-antigeni se uništavaju zagrijavanjem na 60°C.
K-antigeni su locirani površnije od O-antigena i često maskiraju potonje. Stoga je za otkrivanje O-antigena potrebno prvo uništiti K-antigene, što se postiže kuhanjem kultura. Takozvani Vi antigen pripada kapsularnim antigenima. Nalazi se u tifusnim i nekim drugim enterobakterijama visoke virulencije, zbog čega se ovaj antigen naziva antigen virulencije.
Kapsularni antigeni polisaharidne prirode pronađeni su u pneumokokama, klebsielli i drugim bakterijama koje formiraju izraženu kapsulu. Za razliku od O-antigena specifičnih za grupu, oni često karakteriziraju antigenske karakteristike određenih sojeva (varijanti) date vrste, koje se po ovom osnovu dijele na serovare. Kod bacila antraksa, kapsularni antigen se sastoji od polipeptida.
Antigeni bakterijskih toksina. Bakterijski toksini imaju puna antigena svojstva ako su rastvorljiva jedinjenja proteinske prirode.
Enzimi koje proizvode bakterije, uključujući faktore patogenosti, imaju svojstva potpunih antigena.
zaštitni antigeni. Prvi put otkriven u eksudatu zahvaćenog tkiva kod antraksa. Imaju snažno izražena antigena svojstva koja pružaju imunitet na odgovarajući infektivni agens. Zaštitne antigene formiraju i neki drugi mikroorganizmi kada uđu u organizam domaćina, iako ti antigeni nisu njihove trajne komponente.
Antigeni virusa. Svaki virion bilo kojeg virusa sadrži različite antigene. Neki od njih su specifični za virus. Sastav drugih antigena uključuje komponente ćelije domaćina (lipide, ugljikohidrate), koje su uključene u njenu vanjsku ljusku. Antigeni jednostavnih viriona povezani su sa njihovim nukleokapsidima. Po svom hemijskom sastavu spadaju u ribonukleoproteine ili deoksiribonukleoproteine, koji su rastvorljiva jedinjenja i stoga se nazivaju S-antigeni (solio-otopina). U složeno organiziranim virionima, neke antigene komponente su povezane s nukleokapsidima, druge s glikoproteinima vanjske ovojnice. Mnogi jednostavni i složeni virioni sadrže posebne površinske V-antigene - hemaglutinin i enzim neuraminidazu. Antigenska specifičnost hemaglutinina varira od virusa do virusa. Ovaj antigen se otkriva u reakciji hemaglutinacije ili njenoj varijanti - reakciji hemadsorpcije. Druga karakteristika hemaglutinina se manifestuje u antigenskoj funkciji da izazove stvaranje antitela - antigemašpotinina i da sa njima stupa u reakciju inhibicije hemaglutinacije (HITA).
Virusni antigeni mogu biti grupno-specifični, ako se nalaze u različitim vrstama istog roda ili porodice, i tip-specifični, svojstveni pojedinačnim sojevima iste vrste. Ove razlike se uzimaju u obzir prilikom identifikacije virusa.
Uz navedene antigene, u sastavu virusnih čestica mogu biti prisutni i antigeni ćelije domaćina. Na primjer, virus gripe uzgojen na alantoičnoj membrani pilećeg embriona reagira s antiserumom pripremljenim za alantoičnu tekućinu. Isti virus, uzet iz pluća inficiranih miševa, reaguje sa antiserumima na pluća ovih životinja i ne reaguje sa antiserumima na alantoičnu tečnost.
Heterogeni antigeni (heteroantigeni). Uobičajeni antigeni koji se nalaze u predstavnicima različitih vrsta mikroorganizama, životinja i biljaka nazivaju se heterogeni. Na primjer, Forsmanov heterogeni antigen nalazi se u proteinskim strukturama organa zamorca, u eritrocitima ovnova i u salmoneli.
antigena ljudskog tela
Sva tkiva i ćelije ljudskog tela imaju antigena svojstva. Neki antigeni su specifični za sve sisare, drugi su specifični za ljude, a treći su za određene grupe, nazivaju se izoantigeni (npr. antigeni krvne grupe). Antigeni koji su jedinstveni za određeni organizam nazivaju se aloantigeni (grčki allos - drugi). To uključuje antigene kompatibilnosti tkiva - proizvode gena glavnog kompleksa kompatibilnosti tkiva MHC (Major Histocompatibility Complex), karakterističnog za svakog pojedinca. Antigeni različitih individua koji nemaju razlike nazivaju se singeničnim. Organi i tkiva, pored drugih antigena, imaju za njih specifične antigene organa i tkiva. Istoimena tkiva kod ljudi i životinja imaju antigensku sličnost. Postoje stadijum-specifični antigeni koji se pojavljuju i nestaju u određenim fazama razvoja tkiva ili ćelija. Svaka ćelija sadrži antigene karakteristične za vanjsku membranu, citoplazmu, jezgro i druge komponente.
Antigeni svakog organizma obično ne izazivaju imunološke reakcije u njemu, jer je tijelo tolerantno na njih. Međutim, pod određenim uvjetima oni dobivaju znakove stranosti i postaju autoantigeni, a reakcija protiv njih naziva se autoimuna.
Tumorski antigeni i antitumorski imunitet. Ćelije raka su varijante normalnih tjelesnih ćelija. Stoga ih karakteriziraju antigeni tih tkiva iz
od kojih su nastali, kao i antigene specifične za tumor i koji čine mali udio svih antigena ćelije. U toku karcinogeneze dolazi do dediferencijacije ćelija, pa može doći do gubitka nekih antigena, pojave antigena karakterističnih za nezrele ćelije, sve do embrionalnih (fetoproteina). Tumorsko-specifični antigeni su specifični samo za datu vrstu tumora, a često i za tumor kod date osobe. Tumori inducirani virusima mogu imati virusne antigene koji su isti za sve tumore izazvane datim virusom. Pod uticajem antitela u rastućem tumoru, njegov antigeni sastav se može promeniti.
Laboratorijska dijagnoza tumorske bolesti uključuje otkrivanje antigena karakterističnih za tumor u krvnim serumima. Za to medicinska industrija trenutno priprema dijagnostičke komplete koji sadrže sve potrebne sastojke za detekciju antigena u enzimskom imunoeseju, radioimunoeseju, imunoluminiscencijskoj analizi.
Otpornost organizma na rast tumora obezbjeđuje se djelovanjem prirodnih stanica ubojica, koje čine 15% svih limfocita koji stalno kruže u krvi i svim tkivima tijela. Prirodni ubice (NK) imaju sposobnost da razlikuju sve ćelije koje imaju znakove stranosti, uključujući tumorske ćelije, od normalnih ćelija tela i uništavaju strane ćelije. U stresnim situacijama, bolestima, imunosupresivnim dejstvima i nekim drugim situacijama smanjuje se broj i aktivnost NK, a to je jedan od razloga za početak rasta tumora. Tokom razvoja tumora, njegovi antigeni izazivaju imunološku reakciju, ali ona obično nije dovoljna da zaustavi rast tumora. Razlozi za ovu pojavu su brojni i nedovoljno shvaćeni. To uključuje:
niska imunogenost tumorskih antigena zbog njihove blizine normalnim tjelesnim antigenima, na koje je tijelo tolerantno;
razvoj tolerancije umjesto pozitivnog odgovora;
razvoj imunološkog odgovora humoralnog tipa, dok samo ćelijski mehanizmi mogu suzbiti tumor;
imunosupresivni faktori koje proizvodi maligni tumor.
Hemoterapija i radioterapija tumora, stresne situacije tokom hirurških intervencija mogu biti dodatni faktori koji smanjuju imunološku odbranu organizma. Mjere za povećanje nivoa antitumorske rezistencije uključuju primjenu imunostimulirajućih sredstava, citokinskih preparata, stimulaciju imunocita pacijenta in vitro uz povratak u krvotok pacijenta.
Izoantigeni. To su antigeni po kojima se pojedini pojedinci ili grupe jedinki iste vrste međusobno razlikuju.
U eritrocitima, leukocitima, trombocitima, kao iu krvnoj plazmi ljudi, otkriveno je nekoliko desetina vrsta izoantigena.
Genetski srodni izoantigeni se kombinuju u grupe koje su dobile nazive: LVO sistem, Rhesus itd. Podela ljudi u grupe prema ABO sistemu zasniva se na prisustvu ili odsustvu antigena na eritrocitima, označenih A i B. U u skladu sa ovim, svi ljudi su podeljeni u 4 grupe. Grupa I (0) - nema antigena, grupa II (A) - eritrociti sadrže antigen A, grupa
III (B) - eritrociti imaju antigen B, grupa IV (AB) - eritrociti imaju oba antigena. Pošto u okolini postoje mikroorganizmi koji imaju iste antigene (oni se nazivaju unakrsno reagujući), osoba ima antitela na te antigene, ali samo na ona koja nema. Tijelo je tolerantno na vlastite antigene. Dakle, u krvi osoba I grupe postoje antitela na antigene A i B, u krvi osoba II grupe - anti-B, u krvi osoba III grupe - anti-A, u krvi osoba
Antitela grupe IV na A i Vantigene nisu sadržana. Kada se krv ili eritrociti transfuzuju primatelju čija krv sadrži antitijela na odgovarajući antigen, dolazi do aglutinacije transfuziranih nekompatibilnih eritrocita u krvnim žilama, što može uzrokovati šok i smrt primatelja. Shodno tome, osobe iz grupe I (0) nazivaju se univerzalnim donorima, a osobe iz grupe IV (AB) nazivaju se univerzalnim primaocima. Pored antigena A i B, ljudski eritrociti mogu imati i druge izoantigene (M, M2, N, N2) itd. Na ove antigene nema izoantitela, pa se njihovo prisustvo ne uzima u obzir prilikom transfuzije krvi.
Antigeni glavnog kompleksa kompatibilnosti tkiva. Pored antigena zajedničkih za sve ljude i grupnih antigena, svaki organizam ima jedinstven skup antigena koji su jedinstveni za sebe. Ovi antigeni su kodirani grupom gena koji se nalaze na hromozomu 6 kod ljudi i nazivaju se antigeni glavnog kompleksa kompatibilnosti tkiva i označeni su kao MHC antigeni (engleski Major histocompatibility complex). Ljudski MHC antigeni su prvi put otkriveni na leukocitima i stoga imaju drugačiji naziv HLA (Human leucocyte antigens). MHC antigeni su glikoproteini i sadržani su na membranama tjelesnih stanica, određujući njegova pojedinačna svojstva i izazivajući transplantacijske reakcije, za koje su dobili treće ime - transplantacijski antigeni. Osim toga, MHC antigeni igraju nezamjenjivu ulogu u izazivanju imunološkog odgovora na bilo koji antigen.
MHC geni kodiraju tri klase proteina, od kojih su dvije direktno povezane sa funkcionisanjem imunog sistema i o njima se govori u nastavku, a proteini klase III uključuju komponente komplementa, citokine TNF grupe i proteine toplotnog šoka.
Proteini klase I nalaze se na površini gotovo svih tjelesnih ćelija. Sastoje se od dva polipeptidna lanca: teški lanac je nekovalentno vezan za drugi p lanac. Lanac postoji u tri varijante, što određuje podjelu antigena klase u tri serološke grupe A, B i C. Teški lanac uzrokuje kontakt cijele strukture sa ćelijskom membranom i njenu aktivnost. Rlanac je mikroglobulin, isti za sve grupe. Svaki antigen klase I označen je latiničnim slovom i serijskim brojem ovog antigena.
Antigeni klase I obezbeđuju prezentaciju antigena citotoksičnim C08+ limfocitima, a prepoznavanje ovog antigena od strane antigen-prezentujućih ćelija drugog organizma tokom transplantacije dovodi do razvoja transplantacionog imuniteta.
Antigeni MHC klase II nalaze se uglavnom na ćelijama koje predstavljaju antigen - dendritičnim, makrofagima, B limfocitima. Na makrofagima i B limfocitima njihova ekspresija naglo raste nakon aktivacije ćelije. Antigeni klase II podijeljeni su u 5 grupa, od kojih svaka sadrži od 3 do 20 antigena. Za razliku od antigena klase I, koji se detektuju u serološkim testovima korišćenjem seruma koji sadrže antitela na njih, antigeni klase II se najbolje detektuju u ćelijskim testovima - aktivaciji ćelija kada se test ćelije zajedno kultivišu sa standardnim limfocitima.
