Bakterite identifitseerimine antigeense struktuuri järgi. Bakteriaalsed antigeenid
Bakterite antigeenid jagunevad lokaliseerimise järgi kapsli-, somaatilisteks, lipulisteks ja eksoproduktideks (joonis 9.6).
Riis.
K - kapsel, 1 - virulentsus, H - flagellaat, 0 - somaatiline
Kapsli antigeenid ehk K-antigeenid on mikroobiraku pinna äärepoolseimad püsivad struktuurid. Keemilise struktuuri järgi identifitseeritakse neid peamiselt polüsahhariididena, kuigi endine Escherichia K-antigeenide jagunemine L- ja B-termolabiilseteks antigeenideks võimaldas ka nende struktuuride valgulist olemust. Nende baas pneumokokkides koosneb korduvatest suhkrutest: D-glükoos, O-galaktoos ja L-ramnoos.
Antigeenselt on kapsli polüsahhariidid heterogeensed. Näiteks kopsupõletiku streptokokkide puhul eristatakse üle 80 seroloogilise variandi (serovari), mida kasutatakse laialdaselt diagnostilises ja ravitöös. Homogeensemate polüsahhariidse iseloomuga K-antigeenide hulka kuuluvad enterobakterite, Brucella, Francisella uantigeenid; polüsahhariid-valgu olemus - Yersinia Y-Y antigeenid; valgu olemus - A-rühma streptokokkide M-valk, stafülokokkide A-valk, Escherichia antigeenid K-88 ja K-99.
Teiste antigeensete omadustega välisstruktuuride hulka kuuluvad mükobakterite nöörifaktor, siberi katku mikroobi polüpeptiidkapslid, kuid nende varieeruvuse tõttu ei klassifitseerita neid kapsli antigeenide hulka.
Somaatilised antigeenid ehk O-antigeenid on lipopolüsahhariidide (endotoksiin) külgmised oligosahhariidahelad, mis ulatuvad gramnegatiivsete bakterite rakuseina pinnast kõrgemale. Süsivesikute lõppjäägid külgmistes oligosahhariidahelates võivad erineda nii süsivesikute paigutuse järjekorra poolest oligosahhariidahelas kui ka steeriliselt. Tegelikult on need antigeensed determinandid. Salmonellal on umbes 40 sellist determinanti, kuni neli ühe raku pinnal. Vastavalt nende ühisosale on salmonellad ühendatud O-rühmadeks. Salmonella O-antigeeni spetsiifilisus on aga seotud dideoksüheksoosidega, mille hulgas leiti paratoosi, kolioosi, abekvoosi, teveloosi, askarüloosi jne.
O-antigeeni välimine polüsahhariidne osa (täpsemalt endotoksiin) vastutab enterobakterite antigeensete sidemete eest, s.o. mittespetsiifiliste seroloogiliste testide jaoks, mille abil saab tuvastada mitte ainult enterobakterite liike, vaid ka tüve.
O-antigeene nimetati somaatilisteks, kui nende täpne lokaliseerimine polnud veel teada. Tegelikult on nii K- kui ka O-antigeenid pinnapealsed, erinevus seisneb selles, et K-antigeen kaitseb O-antigeeni. Siit järeldub: enne O-antigeeni paljastamist on vaja uuritud bakterite suspensiooni termiliselt töödelda.
Flagellar-antigeenid ehk H-antigeenid esinevad kõigis liikuvates bakterites. Need antigeenid on termolabiilsed flagellumvalgu kompleksid, mis paljudel enterobakteritel on. Seega on enterobakteritel kaks antigeensete determinantide komplekti – tüvespetsiifiline (O-antigeen) ja rühmaspetsiifiline (H-antigeen ja K-antigeen).
Gramnegatiivsete bakterite täielik antigeenne valem on kirjutatud järjestuses O: N: K. Antigeenid on teatud patogeenide kõige stabiilsemad markerid, mis võimaldab teha tõsist epizootoloogilist või epidemioloogilist analüüsi.
Bakterite spooridel on ka antigeensed omadused. Need sisaldavad vegetatiivse raku jaoks ühist antigeeni ja spooriantigeeni.
Seega on bakterite püsivatel, ajutistel struktuuridel ja vormidel, aga ka nende metaboliitidel iseseisvad antigeensed omadused, mis on aga iseloomulikud teatud tüüpi mikroorganismidele. Kuna need kõik on seda tüüpi bakterite DNA erilise struktuuri markerid, sisaldavad mikroobiraku pind ja selle metaboliidid sageli ühiseid antigeenseid determinante.
Viimane asjaolu on oluline mikroorganismide tuvastamise meetodite täiustamiseks. Nii saab näiteks aeganõudva, kalli ja mitte alati reprodutseeritava neutraliseerimisreaktsiooni asemel kasutada botuliinimikroobi serovaride määramiseks ekspressmeetodit, mis põhineb pinnadeterminantide tuvastamisel immunofluorestsentsi abil.
Erinevalt muu päritoluga antigeenidest eristatakse bakteriaalsete antigeenide hulgas nn kaitsvaid või kaitsvaid antigeene. Nende antigeenide vastu välja töötatud antikehad kaitsevad antud patogeense mikroorganismi organismi. Kaitsvate omadustega on pneumokokkide kapsli antigeenid, streptokokkide M-valk, stafülokokkide A-valk, siberi katku batsillide eksotoksiini teise fraktsiooni valk, mõnede gramnegatiivsete bakterite seina alumiste kihtide valgumolekulid jne. Puhastatud kaitsvatel antigeenidel ei ole pürogeenseid, allergeenseid omadusi, need on hästi säilinud ja seetõttu lähenevad ideaalsetele vaktsiinipreparaatidele.
Kaitsvad antigeenid määravad mikroobsete antigeenide immunogeensuse. Mitte kõigi mikroorganismide antigeenid ei suuda luua võrdselt väljendunud immuunsust. Immunogeensuse suurendamiseks segatakse antigeen mõnel juhul adjuvantidega - mineraalse või orgaanilise immunogeneesi mittespetsiifiliste stimulaatoritega. Sagedamini kasutatakse selleks alumiiniumhüdroksiidi, alumiinium-kaaliummaarjat, lanoliini, vaseliiniõli, bakteriaalset lipopolüsahhariidi, bordetelli preparaate jne. abiaine). Inimeste nakatamine inaktiveeritud gripi- ja poliomüeliidivaktsiinidega mittetäieliku Freundi adjuvandiga on kinnitanud nende tõhusust. Sarnaseid adjuvante on edukalt kasutatud viirusvaktsiinide immunogeensuse suurendamiseks suu- ja sõrataudi, 3. tüüpi paragripi, Aujeszky tõve, koerte katku, koerte nakkusliku hepatiidi, Gumboro tõve, Newcastle’i tõve, hobuste gripi, vasika rotaviiruse kõhulahtisuse ja muude haiguste vastu. Sellised vaktsiinid põhjustavad tugevat ja pikaajalist immuunvastust. Tänu sellele suureneb oluliselt vaktsineerimise efektiivsus ja väheneb iga-aastaste vaktsineerimiste arv. Iga adjuvant süstitakse kehasse vastavalt sellele lisatud juhistele: subkutaanselt, intramuskulaarselt, intraperitoneaalselt jne.
Nende ravimite abistava toime põhiolemus on vältida nendega segatud antigeeni sattumist organismi, mis pikendab selle immuniseerivat toimet, vähendab reaktogeensust ja mõnel juhul põhjustab blasttransformatsiooni (joonis 9.7).
Riis. 9.7.
Enamik adjuvante on võimelised deponeerima antigeeni, st. adsorbeerige see selle pinnale ja hoidke seda kehas pikka aega, mis pikendab selle toime kestust immuunsüsteemile. Siiski välditakse mikroobsete adjuvantide kasutamist immunokeemilise analüüsi jaoks mõeldud antiseerumite valmistamisel, eriti selleks, et teha kindlaks antigeenide või antigeensete sidemete olemus, kuna need vähendavad antiseerumite spetsiifilisust. See juhtub antigeenide heterogeensuse (või heterofiilsuse) tõttu, st. mitmesuguste taksonoomiliste rühmade mikroobide antigeenne kooslus, taimede, loomade ja inimeste kuded.
Mikroorganismide antigeenne struktuur on väga mitmekesine. Mikroorganismides on ühised ehk rühma- ja spetsiifilised ehk tüüpilised antigeenid.
Rühma antigeenid on ühised kahte või enamat tüüpi mikroobidele, mis kuuluvad samasse perekonda ja kuuluvad mõnikord erinevatesse perekondadesse. Niisiis esinevad ühised antigeenid perekonna teatud tüüpides Salmonella; kõhutüüfuse tekitajatel on ühised antigeenid paratüüfuse A ja paratüüfuse B patogeenidega (0-1,12).
Spetsiifilised antigeenid esinevad ainult teatud tüüpi mikroobides või isegi ainult teatud tüübis (variandis) või alamtüübis liigi sees. Spetsiifiliste antigeenide määramine võimaldab eristada mikroobe perekonna, liigi, alamliigi ja isegi tüübi (alatüübi) piires. Nii et perekonnas Salmonella on antigeenide kombinatsiooni järgi eristatud enam kui 2000 Salmonella tüüpi ja Shigella Flexneri alamliigis - 5 serotüüpi (serovarianti).
Vastavalt antigeenide lokaliseerimisele mikroobirakus on mikroobiraku kehaga seotud somaatilised antigeenid, kapsli - pinna või kesta antigeenid ja lipu antigeenid, mis paiknevad lipulites.
Somaatilised, O-antigeenid(saksa keelest ohne Hauch - ilma hingamiseta), seostatakse mikroobiraku kehaga. Gramnegatiivsetes bakterites on O-antigeen kompleksne lipiid-polüsahhariid-valk. See on väga mürgine ja on nende bakterite endotoksiin. Kokkinfektsioonide, Vibrio cholerae, brutselloosi patogeenide, tuberkuloosi ja mõnede anaeroobide patogeenides on mikroobirakkude organismist eraldatud polüsahhariidantigeene, mis määravad bakterite tüüpilise spetsiifilisuse. Antigeenidena võivad nad olla aktiivsed nii puhtal kujul kui ka koos lipiididega.
Flagella, H-antigeenid(saksa keelest Hauch - hingeõhk), on oma olemuselt valgulised ja neid leidub liikuvate mikroobide lipudes. Lipu antigeenid hävitatakse kiiresti kuumutamisel ja fenooli toimel. Need säilivad hästi formaliini juuresolekul. Seda omadust kasutatakse aglutinatsioonireaktsiooni jaoks tapetud diagnostiliste kummide valmistamisel, kui on vaja säilitada vimpe.
Kapsel, K - antigeenid, - asuvad mikroobiraku pinnal ja neid nimetatakse ka pindmisteks ehk kestaks. Kõige täpsemalt on neid uuritud soolestiku perekonna mikroobides, milles eristatakse Vi-, M-, B-, L- ja A-antigeene. Vi-antigeenil on nende hulgas suur tähtsus. Esmakordselt avastati see kõrge virulentsusega tüüfusebakterite tüvedes ja seda nimetati virulentsusantigeeniks. Kui inimest immuniseeritakse O- ja Vi-antigeenide kompleksiga, täheldatakse kõrget kaitset kõhutüüfuse vastu. Vi-antigeen hävib 60 °C juures ja on vähem toksiline kui O-antigeen. Seda leidub ka teistes soolemikroobides, nagu Escherichia coli.
Kaitsev(ladina keelest protection - patronage, protection) ehk kaitsev, antigeen moodustub siberi katku mikroobide poolt loomade organismis ja seda leidub siberi katku korral erinevates eksudaatides. Kaitsev antigeen on osa siberi katku mikroobi eritatavast eksotoksiinist ja on võimeline tekitama immuunsust. Vastuseks selle antigeeni sissetoomisele moodustuvad komplementi fikseerivad antikehad. Kaitsva antigeeni saab siberi katku mikroobi kasvatamisel keerulisel sünteetilisel söötmel. Kaitsevast antigeenist valmistati väga tõhus keemiline vaktsiin siberi katku vastu. Kaitsvaid kaitsvaid antigeene on leitud ka katku, brutselloosi, tulareemia, läkaköha patogeenides.
Täielikud antigeenid põhjustada organismis antikehade sünteesi või lümfotsüütide sensibiliseerimist ja reageerida nendega nii in vivo kui ka in vitro. Täisväärtuslikke antigeene iseloomustab range spetsiifilisus, st nad põhjustavad organismis ainult spetsiifiliste antikehade tootmist, mis reageerivad ainult selle antigeeniga. Need antigeenid hõlmavad loomset, taimset ja bakteriaalset päritolu valke.
Defektsed antigeenid (haptens) on liitsüsivesikud, lipiidid ja muud ained, mis ei ole võimelised tekitama antikehade teket, kuid astuvad nendega spetsiifilisse reaktsiooni. Hapteenid omandavad täisväärtuslike antigeenide omadused ainult siis, kui need viiakse kehasse koos valguga.
Hapteenide tüüpilised esindajad on lipiidid, polüsahhariidid, nukleiinhapped, aga ka lihtsad ained: värvained, amiinid, jood, broom jne.
Vaktsineerimine kui nakkushaiguste ennetamise meetod. Vaktsineerimise arengu ajalugu. Vaktsiinid. nõuded vaktsiinidele. Tegurid, mis määravad vaktsiinide loomise võimaluse.
Vaktsiinid on bioloogiliselt aktiivsed ravimid, mis takistavad nakkushaiguste ja muude immunopatoloogia ilmingute teket. Vaktsiinide kasutamise põhimõte on edendada immuunsuse teket ja sellest tulenevalt resistentsust haiguse arengule. Vaktsineerimine tähendab tegevust, mille eesmärk on elanikkonna kunstlik immuniseerimine vaktsiinide kasutuselevõtuga, et suurendada resistentsust haiguse vastu. Vaktsineerimise eesmärk on luua immunoloogiline mälu konkreetse patogeeni vastu.
Eristage passiivset ja aktiivset immuniseerimist. Teistest organismidest saadud immunoglobuliinide sissetoomine on passiivne immuniseerimine. Seda kasutatakse nii terapeutilistel kui ka profülaktilistel eesmärkidel. Vaktsiinide kasutuselevõtt on aktiivne immuniseerimine. Peamine erinevus aktiivse ja passiivse immuniseerimise vahel on immunoloogilise mälu kujunemine.
Immunoloogiline mälu tagab võõrkehade kiirema ja tõhusama eemaldamise, kui need uuesti kehasse ilmuvad. Immunoloogilise mälu aluseks on T- ja B-mälurakud.
Esimene vaktsiin sai oma nime sõnast vaktsiinia(vaccinia) on veiste viirushaigus. Inglise arst Edward Jenner kasutas rõugete vaktsiini esimest korda poiss James Phippsi puhul, mis saadi lehmarõugetega patsiendi käe vesiikulitest, 1796. aastal. Alles peaaegu 100 aasta pärast (1876-1881) sõnastas Louis Pasteur vaktsineerimise peamise põhimõtte. - nõrgestatud mikroorganismide preparaatide kasutamine immuunsuse moodustamiseks virulentsete tüvede vastu.
Osa elusvaktsiine lõid Nõukogude teadlased, näiteks P. F. Zdrodovsky lõi tüüfusevastase vaktsiini aastatel 1957-59. Gripivaktsiini lõi teadlaste rühm: A. A. Smorodintsev, V. D. Solovjov, V. M. Ždanov 1960. aastal. P. A. Vershilova lõi aastatel 1947-51 brutselloosi elusvaktsiini.
Vaktsiin peab vastama järgmistele nõuetele:
● aktiveerida rakke, mis on seotud antigeeni töötlemise ja esitlemisega;
● sisaldavad T- ja T-rakkude epitoope, pakkudes rakulist ja humoraalset vastust;
● kergesti töödeldav koos järgneva tõhusa esitlemisega histo-sobivusantigeenide poolt;
● indutseerida efektor-T-rakkude, antikehi tootvate rakkude ja vastavate mälurakkude moodustumist;
● takistada haiguse arengut pikka aega;
● olema kahjutu, st mitte põhjustada tõsiseid haigusi ja kõrvalnähte.
Vaktsineerimise efektiivsus on tegelikult vaktsineeritute protsent, kes reageeris vaktsineerimisele spetsiifilise immuunsuse tekkega. Seega, kui teatud vaktsiini efektiivsus on 95%, tähendab see, et 100 vaktsineeritust on 95 usaldusväärselt kaitstud ja 5 on endiselt haiguse ohus. Vaktsineerimise efektiivsuse määravad kolm tegurite rühma. Vaktsiinipreparaadist sõltuvad tegurid: vaktsiini enda omadused, mis määravad selle immunogeensuse (elus, inaktiveeritud, korpuskulaarne, subühik, immunogeeni ja adjuvantide kogus jne); vaktsiinipreparaadi kvaliteet, st immunogeensus ei ole kadunud vaktsiini aegumiskuupäeva tõttu või selle tõttu, et seda ei hoitud või transporditud õigesti. Vaktsineeritust sõltuvad tegurid: geneetilised tegurid, mis määravad spetsiifilise immuunsuse kujunemise põhimõttelise võimaluse (või võimatuse); vanus, sest immuunvastuse määrab kõige täpsemalt immuunsüsteemi küpsusaste; tervislik seisund "üldiselt" (kasv, areng ja väärarengud, toitumine, ägedad või kroonilised haigused jne); immuunsüsteemi taustseisund – eelkõige kaasasündinud või omandatud immuunpuudulikkuse esinemine.
Mikroobide tuvastamine on allikast eraldatud kultuuri süstemaatilise asukoha määramine liigi või variandi tasemel. Kultiveerimismeetodi käigus isoleeritud kultuuri puhtuses veendumisel hakkavad nad seda identifitseerima, tuginedes võtmetele (st teadaolevale ensümaatilise aktiivsuse loetelule, teadaolevale antigeensele struktuurile), kirjeldatud tüüpi tüvede klassifikatsioonile ja iseloomustusele. juhendites.
Identifitseerimiseks kasutatakse funktsioonide komplekti: morfoloogiline(kuju, suurus, struktuur, lipu olemasolu, kapslid, eosed, suhteline asend äigepreparaadis), tinctorial(Grami peits ja muud meetodid), keemiline(G+C DNA-s ja sisaldus, nt peptidoglükaan, tselluloos, kitiin jne), kultuuriline(toitumisvajadused, tingimused, kiirus ja kasvu iseloom eri söötmetel), biokeemiline(erinevate ainete ensümaatiline lagunemine ja muundamine vahe- ja lõppsaaduste moodustumisega), seroloogiline(antigeenne struktuur, spetsiifilisus, assotsiatsioonid), keskkonna(virulentsus, toksikogeensus, toksilisus, mikroobide ja nende saaduste allergeensus, vastuvõtlike loomade ja muude biosüsteemide hulk, tropism, liikidevahelised ja liigisisesed suhted, keskkonnategurite mõju, sh faagid, bakteriotsiinid, antibiootikumid, antiseptikumid, desinfektsioonivahendid).
Mikroorganismide tuvastamisel ei ole vaja uurida kõiki omadusi. Pealegi on majanduslikust seisukohast oluline, et testitavate testide hulk ei ületaks vajaliku; samuti on soovitav kasutada lihtsaid (kuid usaldusväärseid) teste, mis on kättesaadavad paljudele laboritele.
Mikroorganismide tuvastamine algab kultuuri määramisest suurtele taksonitele (tüüp, klass, järg, perekond). Selleks piisab sageli kultuuriallika, morfoloogiliste ja kultuuriliste omaduste, Grami või Romanovsky-Giemsa plekkide määramisest. Perekonna, liigi ja eriti teisendi kindlakstegemiseks on vaja kohaldada biokeemiliste, seroloogiliste ja ökoloogiliste tunnuste määratlust. Mikroobide tuvastamise skeemid on märkimisväärselt erinevad. Seega on bakterite tuvastamisel rõhk biokeemilistel ja seroloogilistel omadustel, seentel ja algloomadel - rakkude ja kolooniate morfoloogilistel omadustel. Viiruste tuvastamisel kasutatakse genoomi spetsiifilisuse kindlakstegemiseks molekulaarse hübridisatsiooni meetodit, samuti spetsiaalseid seroloogilisi teste.
Bakterite puhaskultuuri biokeemiline identifitseerimine toimub diferentsiaaldiagnostika söötme abil. Diferentsiaaldiagnostika söötmed sisaldavad substraati mis tahes mikroobis tuvastatud ensüümi jaoks ja indikaatorit, mis fikseerib toitekeskkonna pH muutuse ja värvib selle happelisele või aluselisele pH väärtustele iseloomulike värvidega (joonis 2.1).
Joonis 2.1. Näide Enterobacteriaceae perekonna esindajate biokeemilisest (ensümaatilisest) aktiivsusest. Söötmele lisati indikaator bromofenoolsinist, neutraalsete pH väärtuste korral on sööde rohuroheline, happelistel väärtustel kollane, aluselise pH väärtustel sinine. Indool on aluseline toode, ureaasi olemasoluga kaasneb karbamiidi moodustumine (aluselised pH väärtused), süsivesikute kääritamisega kaasneb happe moodustumine. Vesiniksulfiidi positiivse testiga kaasneb söötme mustaks muutumine spetsiaalse reagendi toime tõttu
Seroloogiline tuvastamine tähendab uuritud mikroobikultuuri antigeense spetsiifilisuse ja antigeense valemi määramist - bakterite antigeense struktuuri sümboolset kuvamist. Näiteks S. typhi antigeenne struktuur on tähistatud kui O9,12:Vi:Hd; üks E. coli serovaridest kui O111:K58:H2. Antigeenne valem määratakse aglutinatsioonikatses klaasil, kasutades monoretseptorite antiseerumite komplekti, s.o. spetsiifiliste bakteriaalsete antigeenide vastased antikehad. Uuritavate antigeenidena kasutatakse kasvatatud bakterikultuuri, iga mikroob on korpuskulaarne antigeen, mis annab spetsiifiliste antikehade lisamisel aglutinatsiooni fenomeni. Kapslibakterite uurimisel tekivad mõned probleemid: kapsel kaitseb somaatilist antigeeni, mistõttu selle bakterikultuuri soojendatakse uuringu jaoks. Kõrge temperatuur aitab kaasa termolabiilse kapsli hävimisele ja O-antigeen muutub tüpiseerimiseks kättesaadavaks. Klaasil aglutinatsioonireaktsiooni käivitamise tehnika. Tilk soolalahust (kontroll) ja tilk antiseerumit kantakse puhtale rasvavabale klaasile. Kui antiseerumeid on mitu, võetakse mitu klaasi. Igasse tilka sisestatakse bakterisilmuse abil mikroobikultuur. 1-3 minuti jooksul täheldatakse aglutinaatide ilmumist, mis tekivad teatud antikehade spetsiifilisel seondumisel bakteriantigeenidega ja nende järgneval seostumisel suurteks silmaga nähtavateks helvesteks.
Bakteriaalsed antigeenid:
rühmaspetsiifiline (leitud sama perekonna või perekonna eri liikidel)
liigispetsiifiline (sama liigi erinevatel esindajatel);
tüübispetsiifiline (määrata seroloogilised variandid - serovarisid, antigenovandid ühe liigi piires).
Sõltuvalt lokaliseerimisest bakterirakus eristatakse K-, H-, O-antigeene (tähistatakse ladina tähestiku tähtedega).
O-AG - gramnegatiivsete bakterite rakuseina lipopolüsahhariid. See koosneb polüsahhariidahelast (tegelikult O-Ag) ja lipiidist A.
Polüsahhariid on termostabiilne (talub keetmist 1-2 tundi), keemiliselt stabiilne (talub töötlemist formaliini ja etanooliga). Puhas O-AG on nõrgalt immunogeenne. See näitab struktuurset varieeruvust ja eristab paljusid sama liigi bakterite serovariante. Näiteks iga salmonella rühma iseloomustab teatud O-AG (polüsahhariid) olemasolu rühmas A.
See on tegur 2, rühmal B on tegur 4 jne. Bakterite R-vormides kaotab O-AG külgahelad
polüsahhariid ja tüübispetsiifilisus.
Lipiid A – sisaldab glükoosamiini ja rasvhappeid. Sellel on tugev adjuvant, mittespetsiifiline immunostimuleeriv toime ja toksilisus. Üldiselt on LPS endotoksiin. Juba väikestes annustes põhjustab see makrofaagide aktiveerumise ja IL1, TNF ja teiste tsütokiinide vabanemise, degranulotsüütide degranulatsiooni ja trombotsüütide agregatsiooni tõttu palavikku. See võib seostuda mis tahes keharakkudega, kuid eriti makrofaagidega. Suurtes annustes pärsib see fagotsütoosi, põhjustab toksikoosi, südame-veresoonkonna süsteemi talitlushäireid, tromboosi, endotoksilist šokki. Mõnede bakterite LPS on osa immunostimulantidest (prodigiosan,
pürogenaalne). Bakterite rakuseina peptidoglükaanidel on SI-rakkudele tugev adjuvantne toime.
H-AG on osa bakteriaalsest flagellast, selle aluseks on flagelliinvalk. Termolabiilne.
K-AG on heterogeenne pindmiste kapslite AG bakterite rühm.
Need on kapslis. Need sisaldavad peamiselt happelisi polüsahhariide, mille hulka kuuluvad galakturoon-, glükuroon- ja iduroonhapped. Nende antigeenide struktuuris on variatsioone, mille alusel eristatakse näiteks 75 pneumokokkide tüüpi (serotüüpi), 80 Klebsiella tüüpi jne. Kapsli antigeene kasutatakse meningokoki, pneumokoki ja Klebsiella vaktsiinide valmistamiseks. Siiski võib polüsahhariidantigeenide suurte annuste manustamine põhjustada tolerantsust.
Bakterite antigeenid on ka nende toksiinid, ribosoomid ja ensüümid.
Mõned mikroorganismid sisaldavad ristreaktiivseid antigeenseid determinante, mida leidub mikroorganismides ja inimestel/loomadel.
Erinevate liikide mikroobides ja inimestel on levinud, sarnase struktuuriga AG. Neid nähtusi nimetatakse antigeenseks mimikriks. Sageli peegeldavad ristreaktiivsed antigeenid nende esindajate fülogeneetilist ühisust, mõnikord on need konformatsiooni ja laengute - AG-molekulide - juhusliku sarnasuse tulemus.
Näiteks Forsmani AG-d leidub baraki erütrotsüütides, salmonellas ja merisigadel.
A-rühma hemolüütilised streptokokid sisaldavad ristreageerivaid antigeene (eriti M-valku), mis on ühised inimese neerude endokardi ja glomerulite antigeenidega. Sellised bakteriaalsed antigeenid põhjustavad inimese rakkudega ristreageerivate antikehade moodustumist, mis viib reuma ja streptokokijärgse glomerulonefriidi tekkeni.
Süüfilise tekitajal on fosfolipiidid, mis on struktuurilt sarnased loomade ja inimeste südames leiduvate fosfolipiididega. Seetõttu kasutatakse haigetel inimestel spiroheedivastaste antikehade tuvastamiseks loomade südame kardiolipiini antigeeni (Wassermanni reaktsioon).
Mikroorganismide antigeenid
Iga mikroorganism, ükskõik kui primitiivne see ka poleks, sisaldab mitut antigeeni. Mida keerulisem on selle struktuur, seda rohkem võib selle koostises leida antigeene.
Erinevates samadesse süstemaatilistesse kategooriatesse kuuluvates mikroorganismides eristatakse rühmaspetsiifilisi antigeene - neid leidub sama perekonna või perekonna erinevates liikides, liigispetsiifilisi - sama liigi erinevates esindajates ja tüübispetsiifilistes (variant)antigeenides - erinevates variantides sama ja sama liigi piires. Viimased jagunevad seroloogilisteks variantideks ehk serovarideks. Bakteriaalsete antigeenide hulgas on H, O, K jne.
Lipulised H-antigeenid. Nagu nimigi viitab, on need antigeenid osa bakterite lipudest. H-antgeen on flagelliini valk. See hävib kuumutamisel ja pärast fenooliga töötlemist säilitab oma antigeensed omadused.
Somaatiline O-antigeen. Varem arvati, et O-antigeen on suletud raku sisusse, selle soma, ja seetõttu nimetati seda somaatiliseks antigeeniks. Seejärel selgus, et see antigeen on seotud bakteriraku seinaga.
Gramnegatiivsete bakterite O-antigeen on seotud rakuseina LPS-iga. Selle sidusa kompleksantigeeni määravad rühmad on selle põhiosaga ühendatud polüsahhariidahelate terminaalsed korduvad üksused. Determinantrühmade suhkrute koostis ja ka nende arv ei ole erinevatel bakteritel ühesugused. Enamasti sisaldavad need heksoose (galaktoos, glükoos, ramnoos jne), aminosuhkrut (M-atsetüülglükoosamiin). O-antigeen on termiliselt stabiilne: säilib keemisel 1-2 tundi, pärast töötlemist formaliini ja etanooliga ei hävine. Kui loomi immuniseeritakse eluskultuuridega, millel on flagellad, tekivad O- ja H-antigeenide vastased antikehad ning keedetud kultuuriga immuniseerimisel tekivad antikehad ainult O-antgeeni vastu.
K-antigeenid (kapsel). Neid antigeene on hästi uuritud Escherichia ja Salmonella puhul. Need, nagu O-antigeenid, on tihedalt seotud rakuseina ja kapsli LPS-iga, kuid erinevalt O-antigeenist sisaldavad need peamiselt happelisi nolisahhariide: glükuroon-, galakturoon- ja teisi uroonhappeid. Temperatuuritundlikkuse järgi jagunevad K-antigeenid A-, B- ja L-antigeenideks. Termiliselt stabiilseimad on A-antigeenid, mis taluvad keetmist üle 2 tunni.B-antigeenid taluvad tund aega temperatuuril 60°C kuumutamist ning L-antigeenid hävivad kuumutamisel 60°C-ni.
K-antigeenid paiknevad pinnapealsemalt kui O-antigeenid ja sageli varjavad viimast. Seetõttu on O-antigeenide tuvastamiseks vaja K-antigeenid esmalt hävitada, mis saavutatakse kultuuride keetmisega. Niinimetatud Vi antigeen kuulub kapsli antigeenide hulka. Seda leidub tüüfuses ja mõnedes teistes kõrge virulentsusega enterobakterites, millega seoses nimetatakse seda antigeeni virulentsusantigeeniks.
Polüsahhariidi iseloomuga kapsli antigeene leiti pneumokokkides, Klebsiellas ja teistes bakterites, mis moodustavad väljendunud kapsli. Erinevalt rühmaspetsiifilistest O-antigeenidest iseloomustavad need sageli antud liigi teatud tüvede (variantide) antigeenseid tunnuseid, mis on selle alusel jaotatud serovarideks. Siberi katku batsillides koosneb kapsli antigeen polüpeptiididest.
Bakteriaalsete toksiinide antigeenid. Bakteriaalsetel toksiinidel on täielikud antigeensed omadused, kui need on valgulise iseloomuga lahustuvad ühendid.
Bakterite toodetud ensüümidel, sealhulgas patogeensusfaktoritel, on täielike antigeenide omadused.
kaitsvad antigeenid. Esmakordselt tuvastati siberi katku kahjustatud koe eksudaadis. Neil on tugevalt väljendunud antigeensed omadused, mis tagavad immuunsuse vastava nakkustekitaja suhtes. Kaitsvaid antigeene moodustavad ka mõned teised mikroorganismid, kui nad sisenevad peremeesorganismi, kuigi need antigeenid ei ole nende püsivad komponendid.
Viiruse antigeenid. Iga viiruse virion sisaldab erinevaid antigeene. Mõned neist on viirusspetsiifilised. Teiste antigeenide koostis sisaldab peremeesraku komponente (lipiidid, süsivesikud), mis sisalduvad selle väliskestas. Lihtsate virionide antigeenid on seotud nende nukleokapsiididega. Keemilise koostise järgi kuuluvad nad ribonukleoproteiinide või desoksüribonukleoproteiinide hulka, mis on lahustuvad ühendid ja seetõttu nimetatakse neid S-antigeenideks (solutio-solution). Kompleksselt organiseeritud virionides on mõned antigeensed komponendid seotud nukleokapsiididega, teised välisümbrise glükoproteiinidega. Paljud lihtsad ja keerulised virioonid sisaldavad spetsiaalseid pinna V-antigeene – hemaglutiniini ja ensüümi neuraminidaasi. Hemaglutiniini antigeenne spetsiifilisus on viiruseti erinev. See antigeen tuvastatakse hemaglutinatsioonireaktsioonis või selle variandis - hemadsorptsioonireaktsioonis. Teine hemaglutiniini omadus avaldub antigeenses funktsioonis, mis põhjustab antikehade - antigemashpotiniinide moodustumist ja nendega hemaglutinatsiooni inhibeerimise reaktsiooni (HITA).
Viiruse antigeenid võivad olla rühmaspetsiifilised, kui neid leidub sama perekonna või perekonna eri liikidel, ja tüübispetsiifilised, mis on omased sama liigi üksikutele tüvedele. Neid erinevusi võetakse viiruste tuvastamisel arvesse.
Koos loetletud antigeenidega võivad viirusosakeste koostises esineda ka peremeesraku antigeenid. Näiteks kana embrüo allantoisi membraanil kasvanud gripiviirus reageerib allantoisivedeliku jaoks valmistatud antiseerumiga. Sama viirus, mis on võetud nakatunud hiirte kopsudest, reageerib nende loomade kopsude antiseerumiga ja ei reageeri allantoisivedeliku antiseerumiga.
Heterogeensed antigeenid (heteroantigeenid). Erinevat tüüpi mikroorganismide, loomade ja taimede esindajates leiduvaid tavalisi antigeene nimetatakse heterogeenseteks. Näiteks Forsmani heterogeenset antigeeni leidub merisea organite valgustruktuurides, jäära erütrotsüütides ja salmonellas.
inimkeha antigeenid
Kõigil inimkeha kudedel ja rakkudel on antigeensed omadused. Mõned antigeenid on spetsiifilised kõigile imetajatele, teised on liigispetsiifilised inimesele ja teised teatud rühmadele, neid nimetatakse isoantigeenideks (näiteks veregrupi antigeenid). Antud organismile ainulaadseid antigeene nimetatakse alloantigeenideks (kreeka keeles allos – teine). Nende hulka kuuluvad kudede ühilduvuse antigeenid – igale indiviidile iseloomuliku peamise kudede ühilduvuse kompleksi MHC (Major Histocompatiability Complex) geenide produktid. Erinevate indiviidide antigeene, millel ei ole erinevusi, nimetatakse süngeenseteks. Elunditel ja kudedel on lisaks muudele antigeenidele neile spetsiifilised organite ja kudede antigeenid. Inimeste ja loomade samanimelistel kudedel on antigeenne sarnasus. On staadiumispetsiifilisi antigeene, mis koe või raku arengu teatud etappides ilmuvad ja kaovad. Iga rakk sisaldab antigeene, mis on iseloomulikud välismembraanile, tsütoplasmale, tuumale ja teistele komponentidele.
Iga organismi antigeenid ei põhjusta tavaliselt selles immunoloogilisi reaktsioone, kuna organism on nende suhtes tolerantne. Kuid teatud tingimustel omandavad nad võõrsuse tunnuseid ja muutuvad autoantigeenideks ning reaktsiooni nende vastu nimetatakse autoimmuunseks.
Kasvaja antigeenid ja kasvajavastane immuunsus. Vähirakud on normaalsete keharakkude variandid. Seetõttu iseloomustavad neid nende kudede antigeenid
mis need pärinevad, samuti kasvajale spetsiifilised antigeenid, mis moodustavad väikese osa kõigist raku antigeenidest. Kantserogeneesi käigus toimub rakkude dediferentseerumine, mistõttu võib esineda mõnede antigeenide kadu, ebaküpsetele rakkudele iseloomulike antigeenide ilmumine kuni embrüonaalsete (fetoproteiinideni). Kasvajaspetsiifilised antigeenid on spetsiifilised ainult teatud tüüpi kasvajale ja sageli konkreetse indiviidi kasvajale. Viiruste poolt indutseeritud kasvajatel võivad olla viiruse antigeenid, mis on kõigi antud viiruse poolt esile kutsutud kasvajate puhul samad. Kasvavas kasvajas olevate antikehade mõjul võib selle antigeenne koostis muutuda.
Kasvajahaiguse laboratoorne diagnostika hõlmab kasvajale iseloomulike antigeenide tuvastamist vereseerumis. Selleks valmistab meditsiinitööstus praegu ette diagnostilisi komplekte, mis sisaldavad kõiki vajalikke koostisosi antigeenide tuvastamiseks ensüümi immuunanalüüsis, radioimmunoanalüüsis, immunoluminestsentsanalüüsis.
Organismi vastupanuvõime kasvaja kasvule tagab looduslike tapjarakkude toime, mis moodustavad 15% kõigist veres ja kõigis organismi kudedes pidevalt ringlevatest lümfotsüütidest. Looduslikud tapjad (NK) suudavad eristada kõiki rakke, millel on võõruse tunnused, sealhulgas kasvajarakud, normaalsetest keharakkudest ja hävitada võõrrakke. Stressiolukordades, haigustes, immunosupressiivsetes mõjudes ja mõnes muus olukorras väheneb NK-de arv ja aktiivsus ning see on üks kasvaja kasvu alguse põhjusi. Kasvaja arengu ajal põhjustavad selle antigeenid immunoloogilist reaktsiooni, kuid tavaliselt ei piisa sellest kasvaja kasvu peatamiseks. Selle nähtuse põhjuseid on palju ja neid ei mõisteta hästi. Need sisaldavad:
kasvajaantigeenide madal immunogeensus nende läheduse tõttu normaalsetele kehaantigeenidele, mille suhtes organism on tolerantne;
positiivse vastuse asemel sallivuse arendamine;
humoraalset tüüpi immuunvastuse kujunemine, samas kui ainult rakulised mehhanismid võivad kasvajat maha suruda;
pahaloomulise kasvaja tekitatud immunosupressiivsed tegurid.
Kasvajate keemiaravi ja kiiritusravi, stressirohked olukorrad kirurgiliste sekkumiste ajal võivad olla täiendavad tegurid, mis vähendavad organismi immuunkaitset. Kasvajavastase resistentsuse taseme tõstmise meetmed hõlmavad immunostimuleerivate ainete, tsütokiinipreparaatide kasutamist, patsiendi immunotsüütide stimuleerimist in vitro koos tagasipöördumisega patsiendi vereringesse.
Isoantigeenid. Need on antigeenid, mille poolest erinevad sama liigi üksikisikud või isendirühmad üksteisest.
Erütrotsüütides, leukotsüütides, trombotsüütides, aga ka inimeste vereplasmas on avastatud mitukümmend tüüpi isoantigeene.
Geneetiliselt seotud isoantigeenid ühendatakse rühmadesse, mis on saanud nimed: LVO süsteem, reesus jne. Inimeste jagamine rühmadesse vastavalt ABO süsteemile põhineb antigeenide olemasolul või puudumisel erütrotsüütidel, mis on tähistatud A ja B. Selle kohaselt jagatakse kõik inimesed 4 rühma. I rühm (0) - antigeene puuduvad, II rühm (A) - erütrotsüüdid sisaldavad antigeeni A, rühm
III (B) - erütrotsüütidel on antigeen B, rühm IV (AB) - erütrotsüütidel on mõlemad antigeenid. Kuna keskkonnas on mikroorganisme, millel on samad antigeenid (neid nimetatakse ristreageerivateks), on inimesel nende antigeenide vastu antikehad, kuid ainult nende vastu, mida tal ei ole. Keha talub oma antigeene. Seetõttu on I rühma inimeste veres antigeenide A ja B vastaseid antikehi, II rühma inimeste veres - anti-B, III rühma inimeste veres - anti-A, inimeste veres.
IV rühma antikehi A ja Vantigensi vastu ei sisalda. Kui veri või erütrotsüüdid kantakse üle retsipiendile, kelle veri sisaldab vastava antigeeni vastaseid antikehi, tekib veresoontes ülekantud kokkusobimatute erütrotsüütide aglutinatsioon, mis võib põhjustada šoki ja retsipiendi surma. Vastavalt sellele nimetatakse I rühma (0) inimesi universaalseteks doonoriteks ja IV (AB) rühma inimesi universaalseteks retsipientideks. Inimese erütrotsüütidel võib lisaks antigeenidele A ja B olla ka teisi isoantigeene (M, M2, N, N2) jne. Nende antigeenide vastu puuduvad isoantikehad ja seetõttu ei võeta nende olemasolu vereülekandel arvesse.
Peamise kudede ühilduvuse kompleksi antigeenid. Lisaks kõikidele inimestele ühistele antigeenidele ja rühmaantigeenidele on igal organismil ainulaadne antigeenide komplekt, mis on talle ainulaadne. Neid antigeene kodeerib geenide rühm, mis asub inimestel 6. kromosoomis ja neid nimetatakse peamise kudede ühilduvuskompleksi antigeenideks ja neid nimetatakse MHC antigeenideks (inglise keeles Major histocompatibility complex). Inimese MHC antigeenid avastati esmakordselt leukotsüütidel ja seetõttu on neil erinev nimi HLA (inimese leukotsüütide antigeenid). MHC antigeenid on glükoproteiinid ja sisalduvad keharakkude membraanidel, määrates selle individuaalsed omadused ja kutsudes esile siirdamisreaktsioonid, mille jaoks nad said kolmanda nimetuse - siirdamisantigeenid. Lisaks mängivad MHC antigeenid mis tahes antigeenile immuunvastuse esilekutsumisel asendamatut rolli.
MHC geenid kodeerivad kolme valkude klassi, millest kaks on otseselt seotud immuunsüsteemi toimimisega ja neid käsitletakse allpool ning III klassi valkude hulka kuuluvad komplemendi komponendid, TNF rühma tsütokiinid ja kuumašoki valgud.
I klassi valke leidub peaaegu kõigi keharakkude pinnal. Need koosnevad kahest polüpeptiidahelast: raske ahel on teise p-ahelaga mittekovalentselt seotud. Ahel eksisteerib kolmes variandis, mis määrab klassi antigeenide jagunemise kolmeks seroloogiliseks rühmaks A, B ja C. Raske ahel põhjustab kogu struktuuri kontakti rakumembraaniga ja selle aktiivsust. Rchain on mikroglobuliin, kõigi rühmade jaoks sama. Iga I klassi antigeen on tähistatud ladina tähe ja selle antigeeni seerianumbriga.
I klassi antigeenid tagavad antigeenide esitlemise tsütotoksilistele C08+ lümfotsüütidele ning selle antigeeni äratundmine teise organismi antigeeni esitlevate rakkude poolt siirdamise käigus viib siirdamisimmuunsuse tekkeni.
MHC II klassi antigeenid paiknevad peamiselt antigeeni esitlevatel rakkudel – dendriitidel, makrofaagidel, B-lümfotsüütidel. Makrofaagidel ja B-lümfotsüütidel suureneb nende ekspressioon järsult pärast rakkude aktiveerimist. II klassi antigeenid jagunevad 5 rühma, millest igaüks sisaldab 3 kuni 20 antigeeni. Erinevalt I klassi antigeenidest, mis tuvastatakse seroloogilistes testides, kasutades nende vastaseid antikehi sisaldavaid seerumeid, on II klassi antigeenid kõige paremini tuvastatavad rakutestides – raku aktiveerimine, kui testitavaid rakke kasvatatakse koos standardsete lümfotsüütidega.
