Bakterijų identifikavimas pagal antigeninę struktūrą. Bakterijų antigenai
Bakterijų antigenai pagal lokalizaciją skirstomi į kapsulinius, somatinius, žvynelinius ir egzoproduktinius antigenus (9.6 pav.).
Ryžiai.
K - kapsulinis, 1 - virulentiškumas, H - žiuželinis, 0 - somatinis
Kapsuliniai antigenai arba K antigenai yra atokiausios nuolatinės struktūros mikrobų ląstelės paviršiuje. Pagal savo cheminę struktūrą jie daugiausia identifikuojami kaip polisacharidai, nors buvęs Escherichia K-antigenų padalijimas į L- ir B-termolabilius antigenus taip pat leido šių struktūrų baltyminiam pobūdžiui. Jų pagrindą pneumokokuose sudaro pasikartojantys cukrūs: D-gliukozė, O-galaktozė ir L-ramnozė.
Antigeniškai kapsuliniai polisacharidai yra nevienalyčiai. Pavyzdžiui, sergant pneumonijos streptokokais, išskiriama daugiau nei 80 serologinių variantų (serovarų), kurie plačiai naudojami diagnostiniame ir terapiniame darbe. Prie homogeniškesnių polisacharidinio pobūdžio K-antigenų priskiriami enterobakterijų, brucelos, francisella uantigenai; polisacharidų-baltymų prigimtis - Yersinia Y-Y antigenai; baltymo prigimtis - A grupės streptokokų M baltymas, stafilokokų baltymas A, Escherichia antigenai K-88 ir K-99.
Kitos išorinės struktūros, turinčios antigeninių savybių, apima mikobakterijų laido faktorių, juodligės mikrobo polipeptidines kapsules, tačiau dėl savo kintamumo jos nepriskiriamos kapsuliniams antigenams.
Somatiniai antigenai arba O-antigenai yra lipopolisacharidų (endotoksinų) šoninės oligosacharidinės grandinės, išsikišusios virš gramneigiamų bakterijų ląstelės sienelės paviršiaus. Galinės angliavandenių liekanos šoninėse oligosacharidų grandinėse gali skirtis tiek angliavandenių išsidėstymo oligosacharidinėje grandinėje tvarka, tiek steriškai. Tiesą sakant, jie yra antigenų determinantai. Salmonella turi apie 40 tokių determinantų, iki keturių vienos ląstelės paviršiuje. Pagal jų bendrumą salmonelės sujungiamos į O grupes. Tačiau Salmonella O-antigeno specifiškumas yra susijęs su dideoksiheksozėmis, tarp kurių buvo nustatyta paratozė, kolitozė, abekvozė, tevelozė, askarilozė ir kt.
Už enterobakterijų antigeninius ryšius atsakinga išorinė polisacharidinė O-antigeno dalis (tiksliau – endotoksinas), t.y. nespecifiniams serologiniams tyrimams, kurių pagalba galima nustatyti ne tik enterobakterijų rūšį, bet ir padermę.
O antigenai buvo vadinami somatiniais, kai dar nebuvo žinoma tiksli jų lokalizacija. Tiesą sakant, ir K-, ir O-antigenai yra paviršiniai, skirtumas yra tas, kad K-antigenas apsaugo O-antigeną. Iš to seka: prieš atskleidžiant O-antigeną, tiriamų bakterijų suspensiją reikia termiškai apdoroti.
Flagellar antigenai arba H-antigenai yra visose judriose bakterijose. Šie antigenai yra termolabūs žiuželinių baltymų kompleksai, kuriuos turi daugelis enterobakterijų. Taigi enterobakterijos turi du antigeninių determinantų rinkinius – specifinį kamieną (O-antigeną) ir specifinį grupę (H-antigeną ir K-antigeną).
Visa gramneigiamų bakterijų antigeninė formulė parašyta seka O: N: K. Antigenai yra stabiliausi tam tikrų ligų sukėlėjų žymenys, todėl galima atlikti rimtą epizootologinę ar epidemiologinę analizę.
Bakterijų sporos taip pat turi antigeninių savybių. Juose yra vegetatyvinei ląstelei būdingas antigenas ir sporinis antigenas.
Taigi nuolatinės, laikinos bakterijų struktūros ir formos, taip pat jų metabolitai turi nepriklausomų antigeninių savybių, kurios vis dėlto būdingos tam tikroms mikroorganizmų rūšims. Kadangi visi jie yra ypatingos šio tipo bakterijų DNR struktūros žymenys, mikrobinės ląstelės paviršiuje ir jos metabolituose dažnai yra bendrų antigeninių determinantų.
Pastarasis faktas yra svarbus tobulinant mikroorganizmų identifikavimo metodus. Taigi, pavyzdžiui, vietoj daug laiko reikalaujančios, brangios ir ne visada atkuriamos neutralizacijos reakcijos, norint nustatyti botulino mikrobo serovarus, galima naudoti greitąjį metodą, pagrįstą paviršiaus determinantų nustatymu naudojant imunofluorescenciją.
Skirtingai nuo kitos kilmės antigenų, tarp bakterijų antigenų išskiriami vadinamieji apsauginiai arba apsauginiai antigenai. Prieš šiuos antigenus sukurti antikūnai apsaugo atitinkamo patogeninio mikroorganizmo organizmą. Apsauginėmis savybėmis pasižymi pneumokokų kapsuliniai antigenai, streptokokų M baltymas, stafilokokų A baltymas, juodligės bacilų egzotoksino antrosios frakcijos baltymas, kai kurių gramneigiamų bakterijų sienelės apatinių sluoksnių baltymų molekulės ir kt. Išgryninti apsauginiai antigenai nepasižymi pirogeninėmis, alergizuojančiomis savybėmis, gerai išsilaiko, todėl prilygsta idealiems vakcinų preparatams.
Apsauginiai antigenai lemia mikrobų antigenų imunogeniškumą. Ne visų mikroorganizmų antigenai gali sukurti vienodai ryškų imunitetą. Siekiant padidinti imunogeniškumą, kai kuriais atvejais antigenas sumaišomas su adjuvantais - nespecifiniais mineralinės ar organinės imunogenezės stimuliatoriais. Dažniau tam naudojamas aliuminio hidroksidas, aliuminio-kalio alūnas, lanolinas, vazelino aliejus, bakterinis lipopolisacharidas, bordetelio preparatai ir kt. adjuvantas). Žmonių skiepijimas inaktyvuotomis gripo ir poliomielito vakcinomis su nepilnu Freundo adjuvantu patvirtino jų veiksmingumą. Panašūs adjuvantai buvo sėkmingai naudojami stiprinant virusinių vakcinų imunogeniškumą nuo FMD, 3 tipo paragripo, Aujeskio ligos, šunų maro, infekcinio šunų hepatito, Gumboro ligos, Niukaslio ligos, arklių gripo, veršelių rotavirusinio viduriavimo ir kitų ligų. Tokios vakcinos sukelia ryškų ir ilgalaikį imuninį atsaką. Dėl to vakcinacijos efektyvumas žymiai padidėja, o kasmetinių skiepijimų skaičius sumažėja. Kiekvienas adjuvantas suleidžiamas į organizmą pagal prie jo pridėtas instrukcijas: po oda, į raumenis, į pilvaplėvės ertmę ir kt.
Šių vaistų adjuvantinio veikimo esmė – neleisti į organizmą patekti su jais sumaišytam antigenui, kuris pailgina jo imunizuojantį poveikį, mažina reaktogeniškumą, kai kuriais atvejais sukelia blastinę transformaciją (9.7 pav.).
Ryžiai. 9.7.
Dauguma adjuvantų sugeba nusodinti antigeną, t. adsorbuoti jį ant paviršiaus ir ilgai laikyti organizme, todėl pailgėja jo poveikio imuninei sistemai trukmė. Tačiau gaminant imunocheminei analizei skirtus antiserumus, ypač siekiant nustatyti antigenų ar antigeninių jungčių pobūdį, vengiama naudoti mikrobinių adjuvantų, nes jie sumažina antiserumo specifiškumą. Taip nutinka dėl antigenų heterogeniškumo (arba heterofiliškumo), t.y. antigeninė įvairių taksonominių grupių mikrobų bendruomenė, augalų, gyvūnų ir žmonių audiniai.
Antigeninė mikroorganizmų struktūra yra labai įvairi. Mikroorganizmuose yra bendrieji arba grupiniai ir specifiniai, arba tipiniai, antigenai.
Grupės antigenai būdingi dviems ar daugiau mikrobų tipams, priklausantiems tai pačiai genčiai, o kartais ir skirtingoms gentims. Taigi, bendrų grupės antigenų yra tam tikrose Salmonella genties rūšyse; vidurių šiltinės sukėlėjai turi bendrų grupės antigenų su paratifo A ir paratifo B sukėlėjais (0-1,12).
Specifinių antigenų yra tik tam tikrame mikrobų tipe arba net tik tam tikrame rūšies (varianto) ar potipyje. Konkrečių antigenų nustatymas leidžia atskirti mikrobus pagal gentį, rūšį, porūšį ir net tipą (potipį). Taigi, Salmonella gentyje pagal antigenų derinį buvo išskirta daugiau nei 2000 Salmonella tipų, o Shigella Flexner porūšyje - 5 serotipai (serovariantai).
Pagal antigenų lokalizaciją mikrobinėje ląstelėje yra su mikrobinės ląstelės kūnu susiję somatiniai antigenai, kapsuliniai – paviršiniai arba apvalkalo antigenai ir žvyneliuose išsidėstę antigenai.
Somatiniai, O-antigenai(iš vokiečių kalbos ohne Hauch – nekvėpuojant), yra siejami su mikrobinės ląstelės kūnu. Gramneigiamose bakterijose O-antigenas yra sudėtingas lipidų-polisacharidų-baltymų kompleksas. Jis yra labai toksiškas ir yra šių bakterijų endotoksinas. Kokokinių infekcijų sukėlėjų, Vibrio cholerae, bruceliozės sukėlėjų, tuberkuliozės ir kai kurių anaerobų iš mikrobinių ląstelių organizmo išskirti polisacharidiniai antigenai, kurie lemia tipinį bakterijų specifiškumą. Kaip antigenai, jie gali būti aktyvūs gryna forma ir kartu su lipidais.
Flagella, H-antigenai(iš vok. Hauch – kvėpavimas), yra baltymingos prigimties ir randamos judrių mikrobų žvyneliuose. Žaliavų antigenai greitai sunaikinami kaitinant ir veikiant fenoliui. Jie gerai išsilaiko esant formalinui. Ši savybė naudojama gaminant nužudytus diagnostinius cums, skirtus agliutinacijos reakcijai, kai būtina išsaugoti žvynelius.
Kapsulinė, K – antigenai, - yra mikrobinės ląstelės paviršiuje ir dar vadinami paviršiniais arba apvalkalu. Išsamiausiai jie ištirti žarnyno šeimos mikrobuose, kuriuose išskiriami Vi-, M-, B-, L- ir A-antigenai. Tarp jų didelę reikšmę turi vi-antigenas. Pirmą kartą jis buvo aptiktas didelio virulentiškumo vidurių šiltinės bakterijų padermėse ir buvo vadinamas virulentiškumo antigenu. Kai žmogus imunizuojamas O- ir Vi-antigenų kompleksu, pastebima aukšta apsauga nuo vidurių šiltinės. Vi antigenas sunaikinamas 60 °C temperatūroje ir yra mažiau toksiškas nei O antigenas. Jo randama ir kituose žarnyno mikrobuose, tokiuose kaip Escherichia coli.
Apsauginis(iš lot. Protectio – globa, apsauga), arba apsauginis, antigeną sudaro juodligės mikrobai gyvūnų organizme ir randama įvairiuose eksudatuose sergant juodlige. Apsauginis antigenas yra juodligės mikrobo išskiriamo egzotoksino dalis ir gali sukelti imunitetą. Reaguojant į šio antigeno įvedimą, susidaro komplementą fiksuojantys antikūnai. Apsauginį antigeną galima gauti auginant juodligės mikrobą sudėtingoje sintetinėje terpėje. Iš apsauginio antigeno buvo paruošta labai efektyvi cheminė vakcina nuo juodligės. Apsauginių apsauginių antigenų rasta ir maro, bruceliozės, tuliaremijos, kokliušo sukėlėjams.
Pilni antigenai organizme sukelia antikūnų sintezę arba limfocitų jautrinimą ir su jais reaguoja tiek in vivo, tiek in vitro. Visaverčiai antigenai pasižymi griežtu specifiškumu, tai yra, jie sukelia organizme tik specifinių antikūnų, reaguojančių tik su šiuo antigenu, gamybą. Šie antigenai apima gyvūninės, augalinės ir bakterinės kilmės baltymus.
Defektuoti antigenai (haptenai) yra sudėtiniai angliavandeniai, lipidai ir kitos medžiagos, kurios negali sukelti antikūnų susidarymo, tačiau su jais reaguoja į specifinę reakciją. Haptenai įgyja visaverčių antigenų savybes tik tada, kai jie patenka į organizmą kartu su baltymu.
Tipiški haptenų atstovai yra lipidai, polisacharidai, nukleorūgštys, taip pat paprastos medžiagos: dažikliai, aminai, jodas, bromas ir kt.
Vakcinacija kaip infekcinių ligų prevencijos būdas. Vakcinacijos raidos istorija. Skiepai. reikalavimus skiepams. Veiksniai, lemiantys galimybę sukurti vakcinas.
Vakcinos yra biologiškai aktyvūs vaistai, neleidžiantys vystytis infekcinėms ligoms ir kitoms imunopatologijos apraiškoms. Vakcinų naudojimo principas – paspartinti imuniteto susidarymą ir dėl to atsparumą ligos vystymuisi. Vakcinacija – tai veikla, kuria siekiama dirbtinai imunizuoti gyventojus įvedant vakcinas, didinančias atsparumą ligai. Skiepijimo tikslas – sukurti imunologinę atmintį prieš konkretų patogeną.
Atskirkite pasyviąją ir aktyviąją imunizaciją. Imunoglobulinų, gautų iš kitų organizmų, įvedimas yra pasyvi imunizacija. Jis naudojamas tiek gydymo, tiek profilaktikos tikslais. Vakcinų įvedimas yra aktyvi imunizacija. Pagrindinis skirtumas tarp aktyvios imunizacijos ir pasyviosios imunizacijos yra imunologinės atminties formavimas.
Imunologinė atmintis leidžia greičiau ir efektyviau pašalinti svetimkūnius, kai jie vėl atsiranda organizme. Imunologinės atminties pagrindas yra T ir B atminties ląstelės.
Pirmoji vakcina gavo savo pavadinimą iš žodžio vakcina(vaccinia) yra virusinė galvijų liga. Anglų gydytojas Edwardas Jenneris 1796 m. pirmą kartą panaudojo vakciną nuo raupų berniukui Jamesui Phippsui, gautą iš karvių raupais sergančio paciento rankos pūslelių. Tik po beveik 100 metų (1876-1881) Louisas Pasteuras suformulavo pagrindinį skiepijimo principą. - susilpnintų mikroorganizmų preparatų naudojimas imunitetui nuo virulentiškų padermių formuoti.
Dalį gyvų vakcinų sukūrė sovietų mokslininkai, pavyzdžiui, P. F. Zdrodovskis 1957–59 metais sukūrė vakciną nuo šiltinės. Gripo vakciną sukūrė grupė mokslininkų: A. A. Smorodincevas, V. D. Solovjovas, V. M. Ždanovas 1960 m. P. A. Vershilova 1947–1951 metais sukūrė gyvą vakciną nuo bruceliozės.
Vakcina turi atitikti šiuos reikalavimus:
● aktyvuoti ląsteles, dalyvaujančias antigenų apdorojime ir pateikime;
● sudėtyje yra T ir T ląstelių epitopų, užtikrinančių ląstelinį ir humoralinį atsaką;
● lengvai apdorojamas ir vėliau veiksmingai pristatomas histokompatibilumo antigenais;
● sukelti efektorinių T-ląstelių, antikūnus gaminančių ląstelių ir atitinkamų atminties ląstelių susidarymą;
● ilgą laiką užkirsti kelią ligos vystymuisi;
● būti nekenksmingas, tai yra nesukelti rimtų ligų ir šalutinių poveikių.
Skiepijimo efektyvumas iš tikrųjų yra paskiepytų asmenų, kurie reagavo į vakcinaciją specifinio imuniteto susiformavimu, procentas. Taigi, jei tam tikros vakcinos veiksmingumas yra 95%, tai reiškia, kad iš 100 paskiepytų 95 yra patikimai apsaugoti, o 5 vis dar rizikuoja susirgti šia liga. Skiepijimo efektyvumą lemia trys veiksnių grupės. Veiksniai, kurie priklauso nuo vakcinos paruošimo: pačios vakcinos savybės, lemiančios jos imunogeniškumą (gyvoji, inaktyvuota, korpuskulinė, subvienetas, imunogeno ir adjuvantų kiekis ir kt.); vakcinos produkto kokybė, t. y. imunogeniškumas neprarastas dėl vakcinos galiojimo pabaigos arba dėl to, kad ji buvo netinkamai saugoma ar gabenama. Veiksniai, priklausantys nuo paskiepytojo: genetiniai veiksniai, lemiantys esminę specifinio imuniteto susidarymo galimybę (arba negalėjimą); amžius, nes imuninį atsaką labiausiai lemia imuninės sistemos brandos laipsnis; sveikatos būklė „bendrai“ (augimas, vystymasis ir apsigimimai, mityba, ūminės ar lėtinės ligos ir kt.); foninė imuninės sistemos būklė - pirmiausia įgimtų ar įgytų imunodeficitų buvimas.
Mikrobų identifikavimas – tai sistemingos kultūros, išskirtos iš šaltinio, padėties iki rūšies ar varianto lygio nustatymas. Pasitikėdami kultūros metodu išskirtos kultūros grynumu, jie pradeda ją identifikuoti, remdamiesi raktais (tai yra žinomu fermentinio aktyvumo sąrašu, žinoma antigenine struktūra), aprašytų tipų padermių klasifikacija ir apibūdinimu. žinynuose.
Identifikavimo tikslais naudojamas funkcijų rinkinys: morfologinis(forma, dydis, struktūra, žvynelių buvimas, kapsulės, sporos, santykinė padėtis tepinėlyje), tintorius(Gramo dažymas ir kiti metodai), cheminis(G+C DNR ir turinys, pvz., peptidoglikanas, celiuliozė, chitinas ir kt.), kultūrinis(mitybos poreikiai, sąlygos, augimo greitis ir pobūdis įvairiose terpėse), biocheminis(įvairių medžiagų fermentinis skaidymas ir transformacija, susidarant tarpiniams ir galutiniams produktams), serologinis(antigeninė struktūra, specifiškumas, asociacijos), aplinkosaugos(virulentiškumas, toksiškumas, toksiškumas, mikrobų ir jų produktų alergeniškumas, jautrių gyvūnų ir kitų biosistemų spektras, tropizmas, tarprūšiniai ir intraspecifiniai ryšiai, aplinkos veiksnių, įskaitant fagus, bakteriocinus, antibiotikus, antiseptikus, dezinfekavimo priemones, įtaka).
Nustatant mikroorganizmus, nebūtina tirti visų savybių. Be to, ekonominiu požiūriu svarbu, kad išbandytų testų skaičius nebūtų didesnis nei būtina; taip pat pageidautina naudoti paprastus (bet patikimus) tyrimus, prieinamus įvairioms laboratorijoms.
Mikroorganizmų identifikavimas prasideda nuo kultūros priskyrimo dideliems taksonams (tipas, klasė, tvarka, šeima). Tam dažnai pakanka nustatyti kultūros šaltinį, morfologines ir kultūrines savybes, Gramo ar Romanovskio-Giemsa dėmes. Norint nustatyti gentį, rūšį ir ypač variantą, būtina taikyti biocheminių, serologinių ir ekologinių savybių apibrėžimą. Mikrobų identifikavimo schemos labai skiriasi. Taigi, identifikuojant bakterijas, akcentuojamos biocheminės ir serologinės savybės, o grybai ir pirmuonys – ląstelių ir kolonijų morfologinės savybės. Identifikuojant virusus, genomo specifiškumui nustatyti naudojamas molekulinės hibridizacijos metodas bei specialūs serologiniai tyrimai.
Grynos bakterijų kultūros biocheminis identifikavimas atliekamas naudojant diferencinę diagnostinę terpę. Diferencinės diagnostikos terpėje yra substratas bet kuriam mikrobe aptiktam fermentui ir indikatorius, fiksuojantis maistinės terpės pH pokytį ir nuspalvinantis ją rūgštinėms ar šarminėms pH vertėms būdingomis spalvomis (2.1 pav.).
2.1 pav. Enterobacteriaceae šeimos atstovų biocheminio (fermentinio) aktyvumo pavyzdys. Į terpę buvo įdėtas indikatorius bromfenolio mėlynasis; esant neutralioms pH vertėms, terpė yra žoliškai žalios spalvos, rūgštinėje - geltona, šarminėje pH vertėje - mėlyna. Indolas yra šarminis produktas, ureazės buvimą lydi karbamido susidarymas (šarminės pH vertės), angliavandenių fermentaciją lydi rūgšties susidarymas. Teigiamas vandenilio sulfido testas lydi terpės pajuodimą dėl specialaus reagento poveikio
Serologinis identifikavimas reiškia tirtos mikrobų kultūros antigeninio specifiškumo nustatymą ir antigeninę formulę – simbolinį bakterijų antigeninės struktūros parodymą. Pavyzdžiui, S. typhi antigeninė struktūra žymima kaip O9,12:Vi:Hd; vienas iš E. coli serovarų kaip O111:K58:H2. Antigeninė formulė nustatoma agliutinacijos testu ant stiklo, naudojant monoreceptorių antiserumo rinkinį, t.y. antikūnai prieš specifinius bakterijų antigenus. Kaip tiriami antigenai, naudojama užauginta bakterijų kultūra, kiekvienas mikrobas yra korpuskulinis antigenas, kuris suteikia agliutinacijos reiškinį, kai prie jo pridedami specifiniai antikūnai. Kai kurios problemos iškyla tiriant kapsulines bakterijas: kapsulė apsaugo somatinį antigeną, todėl jos bakterijų kultūra sušildoma tyrimui. Aukšta temperatūra prisideda prie termolabilios kapsulės sunaikinimo ir O-antigenas tampa prieinamas tipavimui. Agliutinacijos reakcijos ant stiklo nustatymo metodas. Lašas fiziologinio tirpalo (kontrolinis) ir lašas antiserumo užlašinamas ant švaraus, neriebaus stiklo. Jei yra keli antiserumai, imama keletas stiklinių. Į kiekvieną lašą, naudojant bakterijų kilpą, įvedama mikrobų kultūra. Per 1-3 minutes pastebimas agliutinatų atsiradimas, kurie susidaro specifinio tam tikrų antikūnų prisijungimo prie bakterijų antigenų metu ir vėliau susijungiant į didelius, akiai matomus dribsnius.
Bakterijų antigenai:
specifinė grupei (aptinkama skirtingose tos pačios genties ar šeimos rūšyse)
rūšiai būdingas (skirtinguose tos pačios rūšies atstovuose);
tipo specifinis (nustatykite serologinius variantus – serovarus, antigenovarus vienos rūšies viduje).
Priklausomai nuo lokalizacijos bakterijos ląstelėje, išskiriami K-, H-, O-antigenai (žymimi lotyniškos abėcėlės raidėmis).
O-AG – gramneigiamų bakterijų ląstelės sienelės lipopolisacharidas. Jį sudaro polisacharido grandinė (iš tikrųjų O-Ag) ir lipidas A.
Polisacharidas yra termostabilus (atlaiko virimą 1-2 val.), chemiškai stabilus (atlaiko apdorojimą formalinu ir etanoliu). Grynas O-AG yra silpnai imunogeniškas. Tai rodo struktūrinį kintamumą ir išskiria daugybę tos pačios rūšies bakterijų serovariantų. Pavyzdžiui, kiekvienai salmonelių grupei būdingas tam tikras O-AG (polisacharidas) – A grupėje.
Tai koeficientas 2, B grupė – 4 ir t.t. Bakterijų R formose O-AG praranda šonines grandines
polisacharidas ir tipo specifiškumas.
Lipidas A – yra gliukozamino ir riebalų rūgščių. Jis pasižymi stipriu adjuvantu, nespecifiniu imunostimuliuojančiu aktyvumu ir toksiškumu. Apskritai LPS yra endotoksinas. Jau mažomis dozėmis jis sukelia karščiavimą dėl makrofagų aktyvavimo ir IL1, TNF bei kitų citokinų išsiskyrimo, degranulocitų degranuliacijos ir trombocitų agregacijos. Jis gali prisijungti prie bet kokių kūno ląstelių, bet ypač su makrofagais. Didelėmis dozėmis jis slopina fagocitozę, sukelia toksikozę, širdies ir kraujagyslių sistemos disfunkciją, trombozę, endotoksinį šoką. Kai kurių bakterijų LPS yra imunostimuliatorių (prodigiosan,
pirogeninis). Bakterijų ląstelių sienelės peptidoglikanai turi stiprų adjuvantinį poveikį SI ląstelėms.
H-AG yra bakterijų žvynelių dalis, jos pagrindas yra flagellino baltymas. Termolabilus.
K-AG yra nevienalytė paviršinių kapsulinių AG bakterijų grupė.
Jie yra kapsulėje. Juose daugiausia yra rūgščių polisacharidų, tarp kurių yra galakturono, gliukurono ir idurono rūgštys. Yra šių antigenų struktūros variacijų, kurių pagrindu, pavyzdžiui, išskiriami 75 pneumokokų tipai (serotipai), 80 Klebsiella rūšių ir kt. Kapsuliniai antigenai naudojami meningokokinėms, pneumokokinėms ir Klebsiella vakcinoms ruošti. Tačiau didelių polisacharidinių antigenų dozių vartojimas gali sukelti toleranciją.
Bakterijų antigenai taip pat yra jų toksinai, ribosomos ir fermentai.
Kai kuriuose mikroorganizmuose yra kryžmiškai reaguojančių – antigeninių determinantų, randamų mikroorganizmuose ir žmonėse/gyvūnuose.
Įvairių rūšių mikrobuose ir žmonėms būdingi bendri, panašios struktūros AG. Šie reiškiniai vadinami antigenine mimika. Dažnai kryžminiai reaktyvūs antigenai atspindi šių atstovų filogenetinį bendrumą, kartais jie atsiranda dėl atsitiktinio konformacijos ir krūvių panašumo – AG molekulių.
Pavyzdžiui, Forsmano AG randama barach eritrocituose, salmonelėse ir jūrų kiaulytėse.
A grupės hemoliziniuose streptokokuose yra kryžmiškai reaguojančių antigenų (ypač M-baltymo), kurie būdingi žmogaus inkstų endokardo ir glomerulų antigenams. Tokie bakteriniai antigenai sukelia antikūnų, kryžmiškai reaguojančių su žmogaus ląstelėmis, susidarymą, todėl išsivysto reumatas ir postreptokokinis glomerulonefritas.
Sifilio sukėlėjas turi fosfolipidų, panašių į tuos, kurie randami gyvūnų ir žmonių širdyse. Todėl gyvūnų širdies antigenas kardiolipinas naudojamas antikūnams prieš spirochetą nustatyti sergančių žmonių organizme (Wassermann reakcija).
Mikroorganizmų antigenai
Kiekvienas mikroorganizmas, kad ir koks primityvus jis būtų, turi keletą antigenų. Kuo sudėtingesnė jo struktūra, tuo daugiau antigenų galima rasti jo sudėtyje.
Įvairiuose mikroorganizmuose, priklausančiuose toms pačioms sisteminėms kategorijoms, išskiriami grupei specifiniai antigenai - jie randami skirtingose tos pačios genties ar šeimos rūšyse, rūšiai būdingi - įvairiuose tos pačios rūšies atstovuose ir tipui specifiniuose (variantuose) antigenuose - skirtingais to paties ir tos pačios rūšies variantais. Pastarieji skirstomi į serologinius variantus arba serovarus. Tarp bakterijų antigenų yra H, O, K ir kt.
Flagellar H-antigenai. Kaip rodo pavadinimas, šie antigenai yra bakterijų žvynelių dalis. H-antgenas yra flagellino baltymas. Jis sunaikinamas kaitinant, o po apdorojimo fenoliu išlaiko savo antigenines savybes.
Somatinis O-antigenas. Anksčiau buvo manoma, kad O-antigenas yra uždarytas ląstelės turinyje, jos somoje, todėl jis buvo vadinamas somatiniu antigenu. Vėliau paaiškėjo, kad šis antigenas yra susijęs su bakterijų ląstelės sienele.
Gramneigiamų bakterijų O antigenas yra susijęs su ląstelės sienelės LPS. Šio rišlaus kompleksinio antigeno determinantinės grupės yra galiniai pasikartojantys polisacharidų grandinių vienetai, sujungti su pagrindine jo dalimi. Cukraus sudėtis determinantinėse grupėse ir jų skaičius skirtingose bakterijose nėra vienodi. Dažniausiai juose yra heksozių (galaktozės, gliukozės, ramnozės ir kt.), aminocukraus (M-acetilgliukozamino). O-antigenas yra termiškai stabilus: išlaikomas verdant 1-2 valandas, nesunaikinamas po apdorojimo formalinu ir etanoliu. Gyvūnus imunizuojant gyvomis kultūromis, turinčiomis žvynelių, susidaro antikūnai prieš O- ir H-antigenus, o imunizuojant virinta kultūra, susidaro tik O-antgeno antikūnai.
K-antigenai (kapsuliniai). Šie antigenai yra gerai ištirti Escherichia ir Salmonella. Jie, kaip ir O-antigenai, yra glaudžiai susiję su ląstelės sienelės ir kapsulės LPS, tačiau skirtingai nuo O-antigeno, juose daugiausia yra rūgščių nolisacharidų: gliukurono, galakturono ir kitų urono rūgščių. Pagal jautrumą temperatūrai K-antigenai skirstomi į A-, B- ir L-antigenus. Termiškai stabiliausi yra A-antigenai, kurie ištveria virimą ilgiau nei 2 valandas.B-antigenai gali atlaikyti kaitinimą 60°C temperatūroje valandą, o L-antigenai sunaikinami kaitinant iki 60°C.
K-antigenai yra paviršutiniškiau nei O-antigenai ir dažnai pastarąjį maskuoja. Todėl norint aptikti O-antigenus, pirmiausia reikia sunaikinti K-antigenus, o tai pasiekiama verdant kultūras. Vadinamasis Vi antigenas priklauso kapsuliniams antigenams. Jis randamas vidurių šiltinės ir kai kuriose kitose didelio virulentiškumo enterobakterijose, dėl kurių šis antigenas vadinamas virulentiškumo antigenu.
Kapsuliniai polisacharidinio pobūdžio antigenai buvo rasti pneumokokuose, Klebsiella ir kitose bakterijose, kurios sudaro ryškią kapsulę. Skirtingai nuo grupei specifinių O-antigenų, jie dažnai apibūdina tam tikros rūšies padermių (variantų) antigenines savybes, kurios šiuo pagrindu skirstomos į serovarus. Juodligės bacilose kapsulinis antigenas susideda iš polipeptidų.
Bakterinių toksinų antigenai. Bakteriniai toksinai turi visas antigenines savybes, jei jie yra tirpūs baltyminio pobūdžio junginiai.
Bakterijų gaminami fermentai, įskaitant patogeniškumo faktorius, turi pilnų antigenų savybių.
apsauginiai antigenai. Pirmą kartą aptikta juodligės paveikto audinio eksudate. Jie turi stipriai išreikštas antigenines savybes, kurios suteikia imunitetą atitinkamam infekcijos sukėlėjui. Apsauginius antigenus taip pat sudaro kai kurie kiti mikroorganizmai, patekę į šeimininką, nors šie antigenai nėra nuolatiniai jų komponentai.
Viruso antigenai. Kiekvienas bet kurio viruso virionas turi skirtingus antigenus. Kai kurie iš jų yra specifiniai virusams. Į kitų antigenų sudėtį įeina ląstelės-šeimininkės komponentai (lipidai, angliavandeniai), kurie yra jos išoriniame apvalkale. Paprastų virionų antigenai yra susiję su jų nukleokapsidėmis. Pagal savo cheminę sudėtį jie priklauso ribonukleoproteinams arba dezoksiribonukleoproteinams, kurie yra tirpūs junginiai ir todėl vadinami S-antigenais (tirpalas). Sudėtingai organizuotuose virionuose vieni antigeniniai komponentai yra susiję su nukleokapsidėmis, kiti – su išorinio apvalkalo glikoproteinais. Daugelyje paprastų ir sudėtingų virionų yra specialių paviršinių V antigenų – hemagliutinino ir fermento neuraminidazės. Hemagliutinino antigeninis specifiškumas skiriasi nuo viruso iki viruso. Šis antigenas aptinkamas hemagliutinacijos reakcijoje arba jos atmainoje – hemadsorbcijos reakcijoje. Kita hemagliutinino ypatybė pasireiškia antigenine funkcija sukelti antikūnų - antigemashpotininų susidarymą ir su jais patekti į hemagliutinacijos slopinimo reakciją (HITA).
Viruso antigenai gali būti specifiniai grupei, jei jie randami skirtingose tos pačios genties ar šeimos rūšyse, ir tipui būdingi, būdingi atskiroms tos pačios rūšies padermėms. Į šiuos skirtumus atsižvelgiama nustatant virusus.
Kartu su išvardytais antigenais viruso dalelių sudėtyje gali būti ir šeimininko ląstelės antigenų. Pavyzdžiui, gripo virusas, užaugintas ant viščiuko embriono alantoidinės membranos, reaguoja su antiserumu, paruoštu alantojo skysčiui. Tas pats virusas, paimtas iš užkrėstų pelių plaučių, reaguoja su šių gyvūnų plaučių imuniniais serumais ir nereaguoja su antiserumu į alantojo skystį.
Heterogeniniai antigenai (heteroantigenai). Įprasti antigenai, randami įvairių tipų mikroorganizmų, gyvūnų ir augalų atstovuose, vadinami nevienalyčiais. Pavyzdžiui, Forsmano heterogeninis antigenas randamas jūrų kiaulytės organų baltymų struktūrose, avino eritrocituose ir salmonelėse.
žmogaus kūno antigenai
Visi žmogaus kūno audiniai ir ląstelės turi antigeninių savybių. Vieni antigenai būdingi visiems žinduoliams, kiti – rūšiai žmogui, o kiti – tam tikroms grupėms, jie vadinami izoantigenais (pavyzdžiui, kraujo grupių antigenais). Antigenai, būdingi tik tam tikram organizmui, vadinami aloantigenais (graikiškai allos – kita). Tai apima audinių suderinamumo antigenus – pagrindinio audinių suderinamumo komplekso MHC (Major Histocompatiability Complex) genų produktus, būdingus kiekvienam individui. Skirtingų individų antigenai, kurie neturi skirtumų, vadinami singeniniais. Organai ir audiniai, be kitų antigenų, turi jiems būdingų organų ir audinių antigenų. Žmonių ir gyvūnų to paties pavadinimo audiniai turi antigeninį panašumą. Yra specifinių stadijų antigenų, kurie atsiranda ir išnyksta tam tikrose audinių ar ląstelės vystymosi stadijose. Kiekvienoje ląstelėje yra antigenų, būdingų išorinei membranai, citoplazmai, branduoliui ir kitiems komponentams.
Kiekvieno organizmo antigenai jame paprastai nesukelia imunologinių reakcijų, nes organizmas jiems yra tolerantiškas. Tačiau tam tikromis sąlygomis jie įgauna svetimumo požymių ir tampa autoantigenais, o reakcija prieš juos vadinama autoimunine.
Naviko antigenai ir priešnavikinis imunitetas. Vėžio ląstelės yra normalių kūno ląstelių variantai. Todėl jiems būdingi tų audinių antigenai iš
kuriuos jie kilę, taip pat navikui būdingus antigenus, sudarančius nedidelę visų ląstelių antigenų dalį. Kancerogenezės metu vyksta ląstelių dediferenciacija, todėl gali netekti kai kurių antigenų, atsirasti nesubrendusioms ląstelėms būdingų antigenų iki embrioninių (fetoproteinų). Augliui specifiniai antigenai būdingi tik tam tikro tipo navikui ir dažnai tam tikro individo navikui. Virusų sukelti navikai gali turėti viruso antigenus, kurie yra vienodi visiems navikams, kuriuos sukelia tam tikras virusas. Veikiant antikūnams augančiame auglyje, jo antigeninė sudėtis gali pasikeisti.
Laboratorinė naviko ligos diagnostika apima navikui būdingų antigenų aptikimą kraujo serume. Tam medicinos pramonė šiuo metu ruošia diagnostikos rinkinius, kuriuose yra visi reikalingi ingredientai antigenams nustatyti atliekant fermentinį imuninį tyrimą, radioimuninį tyrimą, imunoliuminescencinę analizę.
Organizmo atsparumą navikų augimui užtikrina natūralių žudikų ląstelių, kurios sudaro 15% visų kraujyje ir visuose organizmo audiniuose nuolat cirkuliuojančių limfocitų, veikimas. Natūralūs žudikai (NK) turi galimybę atskirti visas svetimumo požymių turinčias ląsteles, įskaitant naviko ląsteles, nuo normalių organizmo ląstelių ir sunaikinti svetimas ląsteles. Esant stresinėms situacijoms, ligoms, imunosupresiniam poveikiui ir kai kurioms kitoms situacijoms, mažėja NK skaičius ir aktyvumas, ir tai yra viena iš priežasčių, dėl kurių prasideda naviko augimas. Vystantis navikui jo antigenai sukelia imunologinę reakciją, tačiau dažniausiai to nepakanka naviko augimui sustabdyti. Šio reiškinio priežastys yra daug ir nėra gerai suprantamos. Jie apima:
mažas naviko antigenų imunogeniškumas dėl jų artumo įprastiems organizmo antigenams, kuriems organizmas yra tolerantiškas;
tolerancijos ugdymas vietoj teigiamo atsako;
humoralinio tipo imuninio atsako vystymasis, tuo tarpu tik ląstelių mechanizmai gali slopinti naviką;
imunosupresiniai veiksniai, kuriuos sukelia piktybinis navikas.
Auglių chemoterapija ir radioterapija, stresinės situacijos chirurginių intervencijų metu gali būti papildomi veiksniai, mažinantys organizmo imuninę apsaugą. Priemonės, skirtos padidinti atsparumo vėžiui lygį, apima imunostimuliuojančių medžiagų, citokinų preparatų naudojimą, paciento imunocitų stimuliavimą in vitro su grįžimu į paciento kraujotaką.
Izoantigenai. Tai antigenai, kuriais tos pačios rūšies atskiri individai ar individų grupės skiriasi vienas nuo kito.
Eritrocituose, leukocituose, trombocituose, taip pat žmonių kraujo plazmoje aptikta keliasdešimt rūšių izoantigenų.
Genetiškai giminingi izoantigenai sujungiami į grupes, gavusias tokius pavadinimus: LVO sistema, Rhesus ir kt. Žmonių skirstymas į grupes pagal ABO sistemą pagrįstas antigenų buvimu ar nebuvimu eritrocituose, žymimuose A ir B. pagal tai visi žmonės skirstomi į 4 grupes. I grupė (0) - nėra antigenų, II grupė (A) - eritrocituose yra antigeno A, grupė
III (B) – eritrocitai turi antigeną B, IV grupė (AB) – eritrocitai turi abu antigenus. Kadangi aplinkoje yra mikroorganizmų, turinčių vienodus antigenus (jie vadinami kryžmiškai reaguojančiais), žmogus turi antikūnų prieš šiuos antigenus, bet tik prieš tuos, kurių jis neturi. Kūnas toleruoja savo antigenus. Todėl I grupės asmenų kraujyje yra antikūnų prieš A ir B antigenus, II grupės asmenų kraujyje - anti-B, III grupės asmenų kraujyje - anti-A, asmenų kraujyje.
IV grupės antikūnų prieš A ir Vantigens nėra. Perpilant kraują ar eritrocitus recipientui, kurio kraujyje yra antikūnų prieš atitinkamą antigeną, kraujagyslėse įvyksta perpiltų nesuderinamų eritrocitų agliutinacija, o tai gali sukelti šoką ir recipiento mirtį. Atitinkamai I (0) grupės žmonės vadinami universaliais donorais, o IV (AB) grupės – universaliais recipientais. Be antigenų A ir B, žmogaus eritrocitai gali turėti ir kitų izoantigenų (M, M2, N, N2) ir kt. Šiems antigenams izoantikūnų nėra, todėl perpylimo metu į jų buvimą neatsižvelgiama.
Pagrindinio audinių suderinamumo komplekso antigenai. Be visiems žmonėms bendrų antigenų ir grupės antigenų, kiekvienas organizmas turi unikalų antigenų rinkinį, būdingą jam pačiam. Šiuos antigenus koduoja grupė genų, esančių žmonių 6 chromosomoje, ir jie vadinami pagrindinio audinių suderinamumo komplekso antigenais ir vadinami MHC antigenais (angl. Major histocompatibility complex). Žmogaus MHC antigenai pirmą kartą buvo aptikti ant leukocitų, todėl turi kitą pavadinimą HLA (Žmogaus leukocitų antigenai). MHC antigenai yra glikoproteinai ir yra ant kūno ląstelių membranų, lemiančių individualias jo savybes ir sukeldami transplantacijos reakcijas, dėl kurių jie gavo trečiąjį pavadinimą - transplantacijos antigenai. Be to, MHC antigenai atlieka nepakeičiamą vaidmenį sukeldami imuninį atsaką į bet kurį antigeną.
MHC genai koduoja tris baltymų klases, iš kurių dvi yra tiesiogiai susijusios su imuninės sistemos funkcionavimu ir yra aptariamos toliau, o III klasės baltymai apima komplemento komponentus, TNF grupės citokinus ir šilumos šoko baltymus.
I klasės baltymai randami beveik visų kūno ląstelių paviršiuje. Jie susideda iš dviejų polipeptidinių grandinių: sunkioji grandinė nekovalentiškai susieta su antrąja p grandine. Grandinė egzistuoja trimis variantais, kurie lemia klasės antigenų padalijimą į tris serologines grupes A, B ir C. Sunkioji grandinė sukelia visos struktūros kontaktą su ląstelės membrana ir jos aktyvumą. Rchain yra mikroglobulinas, vienodas visoms grupėms. Kiekvienas I klasės antigenas žymimas lotyniška raide ir šio antigeno serijos numeriu.
I klasės antigenai užtikrina antigenų pateikimą citotoksiniams C08+ limfocitams, o šio antigeno atpažinimas kito organizmo antigeną pristatančioms ląstelėms transplantacijos metu lemia transplantacijos imuniteto susidarymą.
MHC II klasės antigenai daugiausia išsidėstę ant antigenus pristatančių ląstelių – dendritinių, makrofagų, B limfocitų. Makrofaguose ir B limfocituose jų ekspresija smarkiai padidėja po ląstelių aktyvacijos. II klasės antigenai skirstomi į 5 grupes, kurių kiekvienoje yra nuo 3 iki 20 antigenų. Skirtingai nuo I klasės antigenų, kurie nustatomi atliekant serologinius tyrimus naudojant serumus, kuriuose yra antikūnų prieš juos, II klasės antigenai geriausiai aptinkami atliekant ląstelių tyrimus – ląstelių aktyvaciją, kai tiriamosios ląstelės yra auginamos kartu su standartiniais limfocitais.
