Identifikacija bakterija prema antigenskoj strukturi. Bakterijski antigeni
Antigeni bakterija prema lokalizaciji dijele se na kapsularne, somatske, flagelarne i egzoproduktne antigene (slika 9.6).
Riža.
K - kapsularni, 1 - virulencija, H - flagelati, 0 - somatski
Kapsularni antigeni ili K antigeni su najudaljenije trajne strukture na površini mikrobne stanice. Prema njihovoj kemijskoj strukturi identificirani su uglavnom kao polisaharidi, iako je prijašnja podjela Escherichia K-antigena na L- i B-termolabilne antigene također dopuštala proteinsku prirodu ovih struktura. Njihovu osnovu kod pneumokoka čine ponavljajući šećeri: D-glukoza, O-galaktoza i L-ramnoza.
Antigenski, kapsularni polisaharidi su heterogeni. Kod streptokoka pneumonije, primjerice, razlikuje se više od 80 seroloških varijanti (serovara), što se široko koristi u dijagnostičkom i terapijskom radu. Homogeniji K-antigeni polisaharidne prirode uključuju Uantigene enterobakterija, Brucella, Francisella; polisaharidno-proteinska priroda - Yersinia Y-Y antigeni; priroda proteina - M-protein streptokoka skupine A, protein A stafilokoka, antigeni K-88 i K-99 Escherichie.
Ostale vanjske strukture s antigenskim svojstvima uključuju faktor vrpce mikobakterija, polipeptidne kapsule mikroba antraksa, ali zbog svoje varijabilnosti nisu klasificirane kao kapsularni antigeni.
Somatski antigeni ili O-antigeni su bočni oligosaharidni lanci lipopolisaharida (endotoksina) koji strše iznad površine stanične stijenke gram-negativnih bakterija. Završni ugljikohidratni ostaci u bočnim oligosaharidnim lancima mogu se razlikovati kako prema redoslijedu rasporeda ugljikohidrata u oligosaharidnom lancu tako i sterički. Zapravo, oni su antigene determinante. Salmonela ima oko 40 takvih determinanti, do četiri na površini jedne stanice. Prema njihovoj sličnosti, salmonele se spajaju u O-skupine. Međutim, specifičnost O-antigena salmonele povezana je s dideoksiheksozama, među kojima su pronađene paratoze, kolitoze, abekvoza, teveloza, askariloza i dr. .
Za antigene veze enterobakterija odgovoran je vanjski polisaharidni dio O-antigena (točnije endotoksin), tj. za nespecifične serološke testove, koji se mogu koristiti za identifikaciju ne samo vrste, već i soja enterobakterija.
O antigeni su nazvani somatskim kada još nije bila poznata njihova točna lokalizacija. Zapravo, i K- i O-antigeni su površinski, razlika je u tome što K-antigen štiti O-antigen. Stoga slijedi: prije otkrivanja O-antigena, potrebno je podvrgnuti suspenziju proučavanih bakterija toplinskoj obradi.
Flagelarni antigeni ili H-antigeni prisutni su u svim pokretnim bakterijama. Ovi antigeni su termolabilni proteinski kompleksi flageluma koje posjeduju mnoge enterobakterije. Dakle, enterobakterije imaju dva skupa antigenih determinanti – specifične za soj (O-antigen) i specifične za skupinu (H-antigen i K-antigen).
Kompletna antigenska formula gram-negativnih bakterija ispisana je nizom O:N:K. Antigeni su najstabilniji markeri pojedinih uzročnika, što omogućuje ozbiljnu epizootološku ili epidemiološku analizu.
Spore bakterija također imaju antigenska svojstva. Sadrže antigen zajednički vegetativnoj stanici i pravi antigen spore.
Dakle, stalne, privremene strukture i oblici bakterija, kao i njihovi metaboliti, imaju neovisna antigenska svojstva, koja su, međutim, svojstvena određenim vrstama mikroorganizama. Budući da su svi oni markeri posebne strukture DNA u ovoj vrsti bakterija, površina mikrobne stanice i njezini metaboliti često sadrže zajedničke antigene determinante.
Posljednja činjenica je važna za poboljšanje metoda za identifikaciju mikroorganizama. Tako se, primjerice, umjesto dugotrajne, skupe i ne uvijek ponovljive reakcije neutralizacije, može koristiti ekspresna metoda koja se temelji na detekciji površinskih determinanti pomoću imunofluorescencije za određivanje serovara mikroba botulinum.
Za razliku od antigena drugog podrijetla, među bakterijskim antigenima razlikuju se tzv. zaštitni ili zaštitni antigeni. Antitijela razvijena protiv ovih antigena štite organizam od datog patogenog mikroorganizma. Zaštitna svojstva imaju kapsularni antigeni pneumokoka, M-protein streptokoka, A-protein stafilokoka, protein druge frakcije egzotoksina bacila antraksa, proteinske molekule donjih slojeva stijenke nekih gram-negativnih bakterija itd. Pročišćeni zaštitni antigeni nemaju pirogena, alergena svojstva, dobro su očuvani i stoga se približavaju idealnim pripravcima cjepiva.
Zaštitni antigeni određuju imunogenost mikrobnih antigena. Nisu antigeni svih mikroorganizama u stanju stvoriti jednako izraženu imunost. Za povećanje imunogenosti, u nekim slučajevima, antigen se miješa s adjuvansima - nespecifičnim stimulatorima mineralne ili organske imunogeneze. Češće se u tu svrhu koriste aluminijev hidroksid, aluminij-kalijeva stipsa, lanolin, vazelinovo ulje, bakterijski lipopolisaharid, pripravci bordetela i dr. adjuvans). Inokulacija ljudi inaktiviranim cjepivima protiv gripe i dječje paralize s nepotpunim Freundovim adjuvansom potvrdila je njihovu učinkovitost. Slični adjuvansi uspješno su korišteni za poboljšanje imunogenosti virusnih cjepiva protiv FMD-a, parainfluence tipa 3, bolesti Aujeszkog, pseće kuge, infektivnog psećeg hepatitisa, Gumboro bolesti, Newcastleske bolesti, gripe konja, rotavirusne dijareje teladi i drugih bolesti. Takva cjepiva izazivaju izražen i dugotrajan imunološki odgovor. Zahvaljujući tome značajno se povećava učinkovitost cijepljenja i smanjuje broj godišnjih cijepljenja. Svaki adjuvans se ubrizgava u tijelo prema priloženim uputama: supkutano, intramuskularno, intraperitonealno itd.
Bit adjuvantnog djelovanja ovih lijekova je sprječavanje ulaska antigena pomiješanog s njima u organizam, čime se produljuje njegov imunizirajući učinak, smanjuje reaktogenost, a u nekim slučajevima izaziva blast transformacija (sl. 9.7).
Riža. 9.7.
Većina adjuvansa je sposobna deponirati antigen, tj. adsorbirati ga na svojoj površini i dugo zadržati u organizmu, čime se povećava trajanje njegovog djelovanja na imunološki sustav. Međutim, korištenje mikrobnih pomoćnih sredstava izbjegava se u proizvodnji antiseruma za imunokemijsku analizu, posebno u svrhu utvrđivanja prirode antigena ili antigenskih veza, budući da oni smanjuju specifičnost antiseruma. To se događa zbog heterogenosti (ili heterofilnosti) antigena, tj. antigenska zajednica mikroba raznih taksonomskih skupina, tkiva biljaka, životinja i ljudi.
Antigenska struktura mikroorganizama vrlo je raznolika. Kod mikroorganizama postoje zajednički, ili grupni, i specifični, ili tipični, antigeni.
Grupni antigeni zajednički su za dvije ili više vrsta mikroba koji pripadaju istom rodu, a ponekad pripadaju različitim rodovima. Dakle, antigeni zajedničke skupine prisutni su u određenim tipovima roda Salmonella; uzročnici trbušnog tifusa imaju zajedničke skupne antigene s uzročnicima paratifusa A i paratifusa B (0-1,12).
Specifični antigeni prisutni su samo u određenoj vrsti mikroba, ili čak samo u određenoj vrsti (varijanti) ili podtipu unutar vrste. Određivanje specifičnih antigena omogućuje razlikovanje mikroba unutar roda, vrste, podvrste, pa čak i tipa (podtipa). Dakle, unutar roda Salmonella prema kombinaciji antigena izdiferencirano je više od 2000 tipova salmonela, au podvrsti Shigella Flexner - 5 serotipova (serovarijanti).
Prema lokalizaciji antigena u mikrobnoj stanici razlikuju se somatski antigeni povezani s tijelom mikrobne stanice, kapsularni - površinski ili ljuskasti antigeni i flagelarni antigeni smješteni u flagelama.
Somatski, O-antigeni(od njemačkog ohne Hauch - bez disanja), povezani su s tijelom mikrobne stanice. Kod gram-negativnih bakterija, O-antigen je složen kompleks lipidno-polisaharidno-proteinske prirode. Vrlo je toksičan i endotoksin je ovih bakterija. Kod uzročnika kokalnih infekcija, Vibrio cholerae, uzročnika bruceloze, tuberkuloze i nekih anaeroba iz tijela mikrobnih stanica izolirani su polisaharidni antigeni koji određuju tipičnu specifičnost bakterija. Kao antigeni mogu biti aktivni u čistom obliku iu kombinaciji s lipidima.
Bičevi, H-antigeni(od njemačkog Hauch - dah), proteinske su prirode i nalaze se u flagelama pokretnih mikroba. Flagelarni antigeni se brzo uništavaju zagrijavanjem i djelovanjem fenola. Dobro se čuvaju u prisutnosti formalina. Ovo se svojstvo koristi u proizvodnji mrtvih dijagnostičkih tvorevina za reakciju aglutinacije, kada je potrebno sačuvati flagele.
Kapsularni, K - antigeni, - nalaze se na površini mikrobne stanice i nazivaju se i površinskim ili ljuskom. Najdetaljnije su proučavani kod mikroba iz obitelji intestinalnih, u kojima se razlikuju Vi-, M-, B-, L- i A-antigeni. Među njima veliku važnost ima Vi-antigen. Prvi put je otkriven u sojevima tifusnih bakterija s visokom virulencijom i nazvan je antigen virulencije. Kada je osoba imunizirana kompleksom O- i Vi- antigena, uočava se visok stupanj zaštite od trbušnog tifusa. Vi antigen se uništava na 60°C i manje je toksičan od O antigena. Ima ga i u drugim crijevnim mikrobima, poput Escherichie coli.
Zaštitni(od lat. protectio - pokroviteljstvo, zaštita), ili zaštitni, antigen stvaraju antraksni mikrobi u tijelu životinja i nalazi se u raznim eksudatima u slučaju antraksa. Zaštitni antigen dio je egzotoksina koji izlučuje mikrob antraksa i sposoban je inducirati imunitet. Kao odgovor na uvođenje ovog antigena stvaraju se protutijela koja fiksiraju komplement. Zaštitni antigen može se dobiti uzgojem mikroba antraksa na složenom sintetskom mediju. Od zaštitnog antigena pripremljeno je vrlo učinkovito kemijsko cjepivo protiv antraksa. Zaštitni protektivni antigeni pronađeni su i kod uzročnika kuge, bruceloze, tularemije, hripavca.
Potpuni antigeni uzrokuju u tijelu sintezu antitijela ili senzibilizaciju limfocita i reagiraju s njima i in vivo i in vitro. Punopravni antigeni karakterizirani su strogom specifičnošću, tj. uzrokuju u tijelu proizvodnju samo specifičnih protutijela koja reagiraju samo s tim antigenom. Ovi antigeni uključuju proteine životinjskog, biljnog i bakterijskog podrijetla.
Defektni antigeni (hapteni) su složeni ugljikohidrati, lipidi i druge tvari koje ne mogu izazvati stvaranje protutijela, 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 tvari: boje, amini, jod, brom i dr.
Cijepljenje kao način prevencije zaraznih bolesti. Povijest razvoja cijepljenja. Cjepiva. zahtjevi za cjepiva. Čimbenici koji određuju mogućnost stvaranja cjepiva.
Cjepiva su biološki aktivni lijekovi koji sprječavaju razvoj zaraznih bolesti i druge manifestacije imunopatologije. Načelo primjene cjepiva je pospješiti stvaranje imuniteta i, posljedično, otpornosti na razvoj bolesti. Cijepljenje se odnosi na aktivnosti usmjerene na umjetnu imunizaciju stanovništva uvođenjem cjepiva radi povećanja otpornosti na bolest. Svrha cijepljenja je stvoriti imunološku memoriju protiv određenog uzročnika.
Razlikovati pasivnu i aktivnu imunizaciju. Uvođenje imunoglobulina dobivenih iz drugih organizama je pasivna imunizacija. Koristi se i u terapijske i u profilaktičke svrhe. Uvođenje cjepiva je aktivna imunizacija. Glavna razlika između aktivne imunizacije i pasivne imunizacije je formiranje imunološkog pamćenja.
Imunološka memorija omogućuje ubrzano i učinkovitije uklanjanje stranih agenasa kada se ponovno pojave u tijelu. Osnova imunološkog pamćenja su T- i B-memorijske stanice.
Prvo cjepivo dobilo je ime po riječi vakcinija(vaccinia) je virusna bolest goveda. Engleski liječnik Edward Jenner prvi je 1796. godine upotrijebio cjepivo protiv malih boginja na dječaku Jamesu Phippsu, dobiveno iz vezikula na šaci pacijenta s kravljim boginjama. Tek nakon gotovo 100 godina (1876.-1881.) Louis Pasteur formulirao je glavno načelo cijepljenja. - korištenje oslabljenih pripravaka mikroorganizama za stvaranje imuniteta protiv virulentnih sojeva.
Neka od živih cjepiva stvorili su sovjetski znanstvenici, na primjer, P. F. Zdrodovsky stvorio je cjepivo protiv tifusa 1957.-59. Cjepivo protiv gripe stvorila je skupina znanstvenika: A. A. Smorodintsev, V. D. Solovyov, V. M. Zhdanov 1960. godine. P. A. Vershilova 1947.-51. stvorila je živo cjepivo protiv bruceloze.
Cjepivo mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:
● aktivirati stanice uključene u procesiranje i prezentaciju antigena;
● sadrže epitope za T- i T-stanice, osiguravajući stanični i humoralni odgovor;
● lako se obrađuje uz kasniju učinkovitu prezentaciju antigenima histokompatibilnosti;
● induciraju stvaranje efektorskih T-stanica, stanica koje proizvode antitijela i odgovarajućih memorijskih stanica;
● spriječiti razvoj bolesti dugo vremena;
● biti bezopasan, odnosno ne izazivati ozbiljne bolesti i nuspojave.
Učinkovitost cijepljenja zapravo je postotak cijepljenih koji su na cijepljenje odgovorili stvaranjem specifičnog imuniteta. Dakle, ako je učinkovitost određenog cjepiva 95%, to znači da je od 100 cijepljenih 95 pouzdano zaštićeno, a 5 još uvijek u riziku od bolesti. Učinkovitost cijepljenja određuju tri skupine čimbenika. Čimbenici koji ovise o pripravku cjepiva: svojstva samog cjepiva koja određuju njegovu imunogenost (živo, inaktivirano, korpuskularno, podjedinično, količina imunogena i adjuvansa itd.); kvaliteta proizvoda cjepiva, odnosno imunogenost nije izgubljena zbog isteka roka valjanosti cjepiva ili zbog činjenice da nije pravilno skladišteno ili transportirano. Čimbenici ovisni o cijepljenom: genetski čimbenici koji određuju temeljnu mogućnost (ili nemogućnost) razvoja specifične imunosti; dob, jer je imunološki odgovor najbliže određen stupnjem zrelosti imunološkog sustava; zdravstveno stanje "općenito" (rast, razvoj i malformacije, uhranjenost, akutne ili kronične bolesti itd.); pozadinsko stanje imunološkog sustava - prvenstveno prisutnost kongenitalnih ili stečenih imunodeficijencija.
Identifikacija mikroba je određivanje sustavnog položaja kulture izolirane od izvora do razine vrste ili varijante. U slučaju povjerenja u čistoću kulture izolirane tijekom kulture, počinju je identificirati, oslanjajući se na ključeve (to jest, poznati popis enzimatske aktivnosti, poznatu antigensku strukturu), klasifikaciju i karakterizaciju opisanih vrsta sojeva u priručnicima.
U svrhu identifikacije koristi se skup značajki: morfološke(oblik, veličina, struktura, prisutnost flagela, kapsula, spora, međusobni položaj u razmazu), tinktorijalni(Bojenje po Gramu i druge metode), kemijski(G+C u DNA i sadržaju, npr. peptidoglikan, celuloza, hitin, itd.), kulturni(nutritivni zahtjevi, uvjeti, brzine i priroda rasta na različitim podlogama), biokemijski(enzimska razgradnja i transformacija raznih tvari uz nastajanje intermedijarnih i finalnih produkata), serološki(antigenska struktura, specifičnost, asocijacije), ekološki(virulentnost, toksigenost, toksičnost, alergenost mikroba i njihovih produkata, raspon osjetljivih životinja i drugih biosustava, tropizam, međuvrsni i intraspecifični odnosi, utjecaj čimbenika okoliša, uključujući fage, bakteriocine, antibiotike, antiseptike, dezinficijense).
Pri identifikaciji mikroorganizama nije potrebno proučavati sva svojstva. Štoviše, s ekonomske točke gledišta, važno je da raspon testiranih testova nije veći od potrebnog; također je poželjno koristiti jednostavne (ali pouzdane) testove koji su dostupni velikom broju laboratorija.
Identifikacija mikroorganizama počinje s dodjeljivanjem kulture velikim svojtama (tip, klasa, red, porodica). Da biste to učinili, često je dovoljno odrediti izvor kulture, morfološka i kulturalna svojstva, boje po Gramu ili Romanovsky-Giemsa. Za utvrđivanje roda, vrste, a posebno varijante, potrebno je primijeniti definiciju biokemijskih, seroloških i ekoloških karakteristika. Sheme identifikacije mikroba značajno se razlikuju. Dakle, u identifikaciji bakterija naglasak je na biokemijskim i serološkim svojstvima, gljiva i protozoa - na morfološkim značajkama stanica i kolonija. Pri identifikaciji virusa koristi se metoda molekularne hibridizacije za utvrđivanje specifičnosti genoma, kao i posebni serološki testovi.
Biokemijska identifikacija čiste kulture bakterija provodi se pomoću medija za diferencijalnu dijagnostiku. Diferencijalni dijagnostički medij sadrži supstrat za bilo koji enzim otkriven u mikrobu i indikator koji fiksira promjenu pH hranjivog medija i boji ga u bojama karakterističnim za kisele ili alkalne pH vrijednosti (slika 2.1).
sl.2.1. Primjer biokemijske (enzimske) aktivnosti predstavnika obitelji Enterobacteriaceae. U medij je dodan indikator bromofenol plavo, pri neutralnim pH vrijednostima medij ima travnato zelenu boju, pri kiselim vrijednostima je žute, pri alkalnim vrijednostima pH plave boje. Indol je alkalni proizvod, prisutnost ureaze popraćena je stvaranjem uree (alkalne pH vrijednosti), fermentacija ugljikohidrata popraćena je stvaranjem kiseline. Pozitivan test na sumporovodik popraćen je zatamnjenjem medija zbog djelovanja posebnog reagensa
Serološka identifikacija podrazumijeva određivanje antigene specifičnosti proučavane kulture mikroba i antigene formule – simbolički prikaz antigene 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 u testu aglutinacije 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, što daje fenomen aglutinacije kada mu se dodaju specifična antitijela. Neki problemi nastaju u proučavanju kapsularnih bakterija: kapsula štiti somatski antigen, pa se njegova bakterijska kultura zagrijava za studiju. Visoka temperatura pridonosi razaranju termolabilne kapsule i O-antigen postaje dostupan za tipizaciju. Tehnika postavljanja reakcije aglutinacije na staklu. Na čisto staklo bez masnoće nanese se kap fiziološke otopine (kontrola) i kap antiseruma. Ako ima više antiseruma, tada se uzima nekoliko čaša. Mikrobna kultura se unosi u svaku kap pomoću bakterijske petlje. Unutar 1-3 minute opaža se pojava aglutinata koji nastaju tijekom specifičnog vezanja određenih protutijela na bakterijske antigene i njihovog kasnijeg povezivanja u velike oku vidljive ljuskice.
Bakterijski antigeni:
specifično za skupinu (nalazi se u različitim vrstama istog roda ili obitelji)
specifične za vrstu (u različitim predstavnicima iste vrste);
tipospecifične (odrediti serološke varijante - serovare, antigenovare unutar jedne vrste).
Ovisno o lokalizaciji u bakterijskoj stanici, 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 kuhanje 1-2 sata), kemijski stabilan (podnosi tretman formalinom i etanolom). Čisti O-AG je slabo imunogen. Pokazuje strukturnu varijabilnost i razlikuje mnoge serovarijante bakterija iste vrste. Na primjer, svaku skupinu salmonela karakterizira prisutnost određenog O-AG (polisaharida) - u skupini A
Ovo je faktor 2, grupa B ima faktor 4, i tako dalje. U R-formama bakterija, O-AG gubi bočne lance
polisaharid i specifičnost tipa.
Lipid A – sadrži glukozamin i masne kiseline. Ima snažno adjuvantno, nespecifično imunostimulirajuće djelovanje i toksičnost. Općenito, LPS je endotoksin. Već u malim dozama uzrokuje vrućicu zbog aktivacije makrofaga i otpuštanja IL1, TNF i drugih citokina, degranulocitnu degranulaciju i agregaciju trombocita. Može se vezati za sve stanice u tijelu, ali posebno za makrofage. U velikim dozama inhibira fagocitozu, uzrokuje toksikozu, disfunkciju kardiovaskularnog sustava, trombozu, endotoksični šok. LPS nekih bakterija ulazi u sastav imunostimulansa (prodigiosan,
pirogenal). Peptidoglikani bakterijske stanične stijenke imaju snažan adjuvantni učinak na SI stanice.
H-AG je dio bakterijskih flagela, njegova osnova je protein flagelin. Termolabilan.
K-AG je heterogena skupina površinskih, kapsularnih AG bakterija.
Nalaze se u kapsuli. Sadrže uglavnom kisele polisaharide, koji uključuju galakturonsku, glukuronsku i iduronsku kiselinu. Postoje varijacije u strukturi ovih antigena, na temelju kojih se razlikuje npr. 75 vrsta (serotipova) pneumokoka, 80 vrsta Klebsiella itd. Kapsularni antigeni koriste se za pripremu cjepiva protiv meningokoka, pneumokoka i Klebsielle. Međutim, primjena visokih doza polisaharidnih antigena može potaknuti toleranciju.
Antigeni bakterija su i njihovi toksini, ribosomi i enzimi.
Neki mikroorganizmi sadrže unakrsno reaktivne - antigene determinante koje se nalaze u mikroorganizmima i ljudima/životinjama.
U mikrobima raznih vrsta i kod ljudi postoje uobičajeni, slični po strukturi, AG. Ti se fenomeni nazivaju antigenska mimikrija. Često križno reaktivni antigeni odražavaju filogenetsku sličnost ovih predstavnika, ponekad su rezultat slučajne sličnosti u konformaciji i nabojima - AG molekulama.
Na primjer, Forsmanov AG nalazi se u barach eritrocitima, salmoneli i u zamorcima.
Hemolitički streptokoki skupine A sadrže antigene koji međusobno reagiraju (osobito M-protein) koji su zajednički antigenima endokarda i glomerula ljudskih bubrega. Takvi bakterijski antigeni uzrokuju stvaranje protutijela 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 spirohete kod bolesnih ljudi (Wassermannova reakcija).
Antigeni mikroorganizama
Svaki mikroorganizam, ma koliko primitivan bio, sadrži nekoliko antigena. Što je njegova struktura složenija, to se u njenom sastavu može naći više antigena.
U različitim mikroorganizmima koji pripadaju istim sustavnim kategorijama razlikuju se antigeni specifični za skupinu - nalaze se u različitim vrstama istog roda ili obitelji, specifični za vrstu - u različitim predstavnicima iste vrste i antigeni specifični za tip (varijante) - 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 flagelin. Zagrijavanjem se uništava, a nakon tretiranja fenolom zadržava svoja antigenska svojstva.
Somatski O-antigen. Ranije se vjerovalo da je O-antigen zatvoren u sadržaju stanice, njezinoj somi, pa je stoga nazvan somatski antigen. Naknadno se pokazalo da je ovaj antigen povezan sa staničnom stijenkom bakterije.
O antigen Gram-negativnih bakterija povezan je s LPS-om stanične stijenke. Odredbene skupine ovog kohezivnog kompleksnog antigena su terminalne ponavljajuće jedinice polisaharidnih lanaca povezanih s njegovim glavnim dijelom. Sastav šećera u determinantnim skupinama, kao i njihov broj, nije isti u različitih bakterija. Najčešće sadrže heksoze (galaktozu, glukozu, ramnozu i dr.), amino šećer (M-acetilglukozamin). O-antigen je termički stabilan: čuva se pri vrenju 1-2 sata, ne uništava se nakon obrade formalinom i etanolom. Kod imunizacije životinja živim kulturama koje imaju flagele stvaraju se protutijela na O- i H-antigene, a kod imunizacije kuhanom kulturom stvaraju se protutijela samo na O-antgen.
K-antigeni (kapsularni). Ovi antigeni su dobro proučeni kod Escherichije i Salmonele. Oni su, poput O-antigena, usko povezani s LPS-om stanične stijenke 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 podnose kuhanje dulje od 2 sata.B-antigeni podnose zagrijavanje na temperaturi od 60°C tijekom jednog sata, a L-antigeni se uništavaju zagrijavanjem na 60°C.
K-antigeni su smješteni površnije od O-antigena i često maskiraju potonje. Stoga je za otkrivanje O-antigena potrebno najprije uništiti K-antigene, što se postiže prokuhavanjem kultura. Takozvani Vi antigen spada u kapsularne antigene. Nalazi se u tifusnim i nekim drugim enterobakterijama visoke virulencije, u vezi s čime se ovaj antigen naziva antigenom virulencije.
Kapsularni antigeni polisaharidne prirode pronađeni su kod pneumokoka, Klebsiella i drugih bakterija koje tvore izraženu kapsulu. Za razliku od O-antigena specifičnih za skupinu, oni često karakteriziraju antigene značajke određenih sojeva (varijanti) određene vrste, koji se na temelju toga dijele na serovare. Kod bacila antraksa, kapsularni antigen se sastoji od polipeptida.
Antigeni bakterijskih toksina. Bakterijski toksini imaju puna antigenska svojstva ako su topljivi spojevi 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 antigenska svojstva koja osiguravaju imunitet na odgovarajući infektivni agens. Zaštitne antigene stvaraju i neki drugi mikroorganizmi ulaskom 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 stanice domaćina (lipide, ugljikohidrate), koje su uključene u njegovu vanjsku ljusku. Antigeni jednostavnih viriona povezani su s njihovim nukleokapsidima. Po kemijskom sastavu pripadaju ribonukleoproteinima ili deoksiribonukleoproteinima koji su topljivi spojevi pa se nazivaju S-antigeni (solutio-otopina). U složeno organiziranim virionima, neke antigene komponente povezane su 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 detektira u reakciji hemaglutinacije ili njezinoj raznolikosti - reakciji hemadsorpcije. Druga značajka hemaglutinina očituje se u antigenskoj funkciji da izazove stvaranje protutijela - antigemašpotinina i s njima stupi u reakciju inhibicije hemaglutinacije (HITA).
Virusni antigeni mogu biti specifični za skupinu, ako se nalaze u različitim vrstama istog roda ili obitelji, i specifični za tip, svojstveni pojedinačnim sojevima iste vrste. Te se razlike uzimaju u obzir pri identificiranju virusa.
Uz navedene antigene, u sastavu virusnih čestica mogu biti prisutni i antigeni stanice domaćina. Na primjer, virus influence uzgojen na alantoisnoj membrani pilećeg embrija reagira s antiserumom pripremljenim za alantoisnu tekućinu. Isti virus, uzet iz pluća zaraženih miševa, reagira s antiserumima na pluća tih životinja, a ne reagira s antiserumima na alantoičnu tekućinu.
Heterogeni antigeni (heteroantigeni). Zajednički antigeni koji se nalaze u predstavnicima različitih vrsta mikroorganizama, životinja i biljaka nazivaju se heterogenim. Na primjer, Forsmanov heterogeni antigen nalazi se u proteinskim strukturama organa zamorca, u eritrocitima ovna i u salmoneli.
antigeni ljudskog tijela
Sva tkiva i stanice ljudskog tijela imaju antigenska svojstva. Neki antigeni su specifični za sve sisavce, drugi su specifični za ljude, a treći za određene skupine, nazivaju se izoantigeni (npr. antigeni krvnih grupa). Antigeni koji su jedinstveni za određeni organizam nazivaju se aloantigeni (grč. allos - drugi). Tu spadaju antigeni tkivne kompatibilnosti – produkti gena glavnog kompleksa tkivne kompatibilnosti MHC (Major Histocompatibility Complex), karakteristični za svakog pojedinca. Antigeni različitih jedinki koji se ne razlikuju nazivaju se singeni. Organi i tkiva, osim drugih antigena, imaju za njih specifične organske i tkivne antigene. Istoimena tkiva kod ljudi i životinja imaju antigensku sličnost. Postoje antigeni specifični za stadij koji se pojavljuju i nestaju u određenim stadijima razvoja tkiva ili stanica. Svaka stanica sadrži antigene karakteristične za vanjsku membranu, citoplazmu, jezgru i druge komponente.
Antigeni svakog organizma obično ne izazivaju imunološke reakcije u njemu, jer je tijelo tolerantno na njih. No pod određenim uvjetima poprimaju znakove stranosti i postaju autoantigeni, a reakcija protiv njih naziva se autoimuna.
Tumorski antigeni i antitumorska imunost. Stanice raka su varijante normalnih tjelesnih stanica. Stoga ih karakteriziraju antigeni onih tkiva iz
koji su nastali, kao i antigeni specifični za tumor koji čine mali udio svih staničnih antigena. U tijeku karcinogeneze dolazi do dediferencijacije stanica, stoga može doći do gubitka nekih antigena, pojave antigena karakterističnih za nezrele stanice, do embrionalnih (fetoproteini). Antigeni specifični za tumor specifični su samo za određeni tip tumora, a često i za tumor u određenog pojedinca. Tumori izazvani virusima mogu imati virusne antigene koji su isti za sve tumore izazvane određenim virusom. Pod utjecajem antitijela u rastućem tumoru može se promijeniti njegov antigenski sastav.
Laboratorijska dijagnostika tumorske bolesti uključuje otkrivanje antigena karakterističnih za tumor u krvnom serumu. Za to, medicinska industrija trenutno priprema dijagnostičke kitove koji sadrže sve potrebne sastojke za detekciju antigena u enzimskom imunotestu, radioimunotestu, imunoluminescentnoj analizi.
Otpor organizma na rast tumora osigurava djelovanje prirodnih stanica ubojica, koje čine 15% svih limfocita koji neprestano cirkuliraju u krvi i svim tkivima organizma. Prirodni ubojice (NK) imaju sposobnost razlikovati sve stanice koje imaju znakove stranosti, uključujući tumorske stanice, od normalnih stanica tijela i uništiti strane stanice. U stresnim situacijama, bolestima, imunosupresivnim dejstvima i nekim drugim situacijama dolazi do smanjenja broja i aktivnosti NK, što je jedan od razloga za početak rasta tumora. Tijekom razvoja tumora njegovi antigeni izazivaju imunološku reakciju, ali ona je obično nedovoljna da zaustavi rast tumora. Razlozi za ovu pojavu su brojni i nedovoljno razjašnjeni. 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 stanični mehanizmi mogu potisnuti tumor;
imunosupresivni čimbenici koje stvara maligni tumor.
Kemoterapija i radioterapija tumora, stresne situacije tijekom kirurških intervencija mogu biti dodatni čimbenici koji smanjuju imunološku obranu organizma. Mjere za povećanje razine antitumorske rezistencije uključuju primjenu imunostimulacijskih sredstava, pripravaka citokina, stimulaciju imunocita bolesnika in vitro s povratkom u krvotok bolesnika.
Izoantigeni. To su antigeni po kojima se pojedine jedinke ili skupine jedinki iste vrste međusobno razlikuju.
U eritrocitima, leukocitima, trombocitima, kao iu krvnoj plazmi ljudi, otkriveno je nekoliko desetaka vrsta izoantigena.
Genetski povezani izoantigeni kombiniraju se u skupine koje su dobile nazive: LVO sustav, Rhesus itd. Podjela ljudi u skupine prema ABO sustavu temelji se na prisutnosti ili odsutnosti antigena na eritrocitima, označenih A i B. U u skladu s tim, svi ljudi su podijeljeni u 4 skupine. 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. Budući da u okolišu postoje mikroorganizmi koji imaju iste antigene (nazivaju se križnoreagirajući), čovjek ima protutijela na te antigene, ali samo na one koje nema. Tijelo je tolerantno prema vlastitim antigenima. Dakle, u krvi osoba I. grupe postoje antitijela na antigene A i B, u krvi osoba II.grupe - anti-B, u krvi osoba III.grupe - anti-A, u krvi osoba
Grupa IV antitijela na A i Vantigene nisu sadržana. Transfuzijom krvi ili eritrocita primatelju čija krv sadrži antitijela na odgovarajući antigen dolazi do aglutinacije transfundiranih nekompatibilnih eritrocita u krvnim žilama, što može uzrokovati šok i smrt primatelja. Sukladno tome, osobe I. skupine (0) nazivaju se univerzalnim darivateljima, a osobe IV (AB) skupine univerzalnim primateljima. Osim antigena A i B, ljudski eritrociti mogu imati i druge izoantigene (M, M2, N, N2) itd. Na te antigene nema izoantitijela, pa se njihova prisutnost ne uzima u obzir prilikom transfuzije krvi.
Antigeni glavnog kompleksa tkivne kompatibilnosti. Osim antigena koji su zajednički svim ljudima i grupnih antigena, svaki organizam ima jedinstveni skup antigena koji su jedinstveni za sebe. Ove antigene kodira skupina gena koji se nalaze na kromosomu 6 kod ljudi i nazivaju se antigeni glavnog tkivnog kompatibilnog kompleksa i označavaju se kao MHC antigeni (engleski Major histocompatibility complex). Ljudski MHC antigeni prvi put su otkriveni na leukocitima i stoga imaju drugačiji naziv HLA (Human leucocyte antigens). MHC antigeni su glikoproteini i nalaze se na membranama tjelesnih stanica, određujući njegova pojedinačna svojstva i izazivajući transplantacijske reakcije, za koje su dobili treće ime - transplantacijski antigeni. Osim toga, antigeni MHC igraju nezamjenjivu ulogu u induciranju imunološkog odgovora na bilo koji antigen.
MHC geni kodiraju tri klase proteina, od kojih su dvije izravno povezane s funkcioniranjem imunološkog sustava i o njima se govori u nastavku, a proteini klase III uključuju komponente komplementa, citokine TNF skupine i proteine toplinskog šoka.
Proteini klase I nalaze se na površini gotovo svih tjelesnih stanica. Sastoje se od dva polipeptidna lanca: teški lanac je nekovalentno povezan s drugim p lancem. Lanac postoji u tri varijante, što određuje podjelu antigena klase u tri serološke skupine A, B i C. Teški lanac uzrokuje kontakt cijele strukture sa staničnom membranom i njezinu aktivnost. Rlanac je mikroglobulin, isti za sve skupine. Svaki antigen klase I označen je latiničnim slovom i serijskim brojem tog antigena.
Antigeni klase I osiguravaju prezentaciju antigena citotoksičnim C08+ limfocitima, a prepoznavanje ovog antigena od strane antigen-prezentirajućih stanica drugog organizma tijekom transplantacije dovodi do razvoja transplantacijske imunosti.
Antigeni MHC klase II nalaze se uglavnom na stanicama koje prezentiraju antigene – dendritima, makrofagima, B limfocitima. Na makrofagima i B limfocitima njihova ekspresija naglo raste nakon aktivacije stanica. Antigeni klase II podijeljeni su u 5 skupina, od kojih svaka sadrži od 3 do 20 antigena. Za razliku od antigena klase I, koji se detektiraju u serološkim testovima korištenjem seruma koji sadrže antitijela na njih, antigeni klase II se najbolje detektiraju u staničnim testovima - aktivacija stanica kada se test stanice kultiviraju zajedno sa standardnim limfocitima.
