Серьезное изучение антигена как индуктора иммунного ответа началось после работ Ландштейнера в 20-30-х годах. В качестве антигенного материала он взял простые органические соединения — гаптены, которые после конъюгации с белком-носиге-
Рис. 1.7. Активация В-клеток тимусзависимыми и тимуснезависнмымн антигенами.
1. Действие тимусзависимого антигена на В-клетку без помощи со стороны Т-клеток приводит к пролиферации соответствующего В-клеточного клона, но не обеспечивает его дифференцировки до зрелых lgG-иродуцирующих клеток. 2. Для полноценного развития клона В-клеток необходим не только специфический сигнал со стороны гаптеновой части молекулы антигена, но и неспецифический — со стороны медиатора Т-клеток. Секреция последнего начинается после распознавания Т-клетками “несущей” части антигена. 3. Тимуснезависимые антигены, характеризующиеся многократным повторением идентичных антигенных детерминант (эпитопов), способны включать В-жлетки и обеспечивать их полноценное развитие до зрелых антителопродуцекгов без помощи со стороны Т-хелперов. Для некоторых тимуснезависимых антигенов известно присутствие в структуре молекулы участков с поликлониалъной митогенной активностью, что также обеспечивает полноценную активацию В-хелперов
Характеристика тимуснезависимых антигепов
Таблица 1.7
лем приобретали способность инициировать специфический иммунный ответ в виде синтеза антител. Именно благодаря исследованиям с гаптенами определены достаточно жесткие пределы для проявления антигенной специфичности. В частности, было показано, что незначительные структурные различия между изомерными формами гаптена определяют образование разных по специфичности антител. Кроме того, работы Ландштейнера стали исходными для формирования представлений о таких явлениях, как антигенностъ и иммуногенность. В основе понятия антигенности лежат структурные, химические особенности веществ, принимающих участие в иммунном процессе. В то же время иммуногенность — функциональная характеристика антигенного материала, которая включает определенные требования как к антигену, так и к иммунизируемому организму. Первое определяющее требование к антигену — это его чужеродность по отношению к реципиенту. Во всех случаях, за исключением аутоиммунных нарушений, антиген должен восприниматься организмом как “не свой”. Однако чужеродность - обязательное, но не единственное условие имму- ногенности. Чтобы вызвать иммунный ответ, антигену необходимо обладать достаточной молекулярной массой. Имеется прямая зависимость между этой величиной и силой иммунного ответа. 48
Третьим условием иммуногенности является доступность антигена для ферментативных систем антигенцрезентирующих клеток. Переработка антигена в фаголизосомах до олигопептидов и выход этих фрагментов на клеточную поверхность в комплексе с продуктами МНС в иммуногенной форме создает условия для запуска иммунного процесса.
При наличии всех перечисленных требований к антигену его потенциальная способность к инициации иммунного ответа может остаться нереализованной, если иммунизируемый организм по тем или иным причинам неспособен воспринять чужеродную информацию. Одно из требований к отвечающему организму — это наличие соответствующих генов иммунного ответа (1г-генов). Полиморфизм по Ir-генам определяет неоднозначность ответа различных индивидуумов к одному и тому же антигену. Следует также заметить, что развитие той или иной силы иммунного ответа зависит как от дозы антигена, так и от способа его введения. Низкая доза сильного иммуногена не является гарантом полноценного иммунного ответа даже у тех индивидуумов, которые обладают соответствующим 1г-геном. Способ введения антигена также является ограничивающим фактором для проявления иммуногенности. Так, например, некоторые бактериальные антигены при непосредственном попадании в желудочно-кишечный тракт не способны преодолеть кислотность желудочного сока как естественного барьера. В то же самое время эти же бактерии, введенные непосредственно в кровь, проявляют сильную иммунногенностъ. Проявление иммуногенных свойств антигена может быть блокировано также врожденным или приобретенным патологическим состоянием самой иммунной системы. Иммунодефицит по тем или иным факторам специфической защиты будет препятствовать проявлению специфических свойств полноценных антигенов.
Общие представления об антигене как иммуногенной молекуле отображены на рис. 1.8. В графической форме дан обобщающий, условный образ антигена, не встречающийся в природе. Смысл такой формы — суммировать известные данные об иммунологически значимых детерминантах антигена в едином, удобном для восприятия виде.
Наиболее полно изучены повторяющиеся, разные по специфичности В-клеточные эпитопы (детерминанты). Они локализованы в основном на внешней поверхности молекулы и относятся к так называемому конформационному типу. Помимо “внешних”, доступных для распознавания соответствующими антителами эпитопов, имеются “внутренние”, конформационно недоступные для взаимодействия с антителами. Обычно число аминокислот или сахаров, составляющих В-клеточный эпитоп, равно 6-8 мономерам.
частности для бактериальных липополисахаридов, известна способность к поликлональной активации В-клеток. Подобное свойство позволяет предположить наличие в структуре Т- независимых
Представленная схема ясно иллюстрирует функциональную гетерогенность антигенного материала, способность различных эпитопов и участков по-разному включать иммунную систему. Но каким бы способом ни инициировалась иммунореакгивность, главным, определяющим условием остается чужеродность антигена по отношению к иммунизируемому организму. Только в том случае, когда иммунная система распознает антиген как “не свое”, реа- лизуются ее потенциальные возможности.
Рис. 1.7. Активация В-клеток тимусзависимыми и тимуснезависнмымн антигенами.
1. Действие тимусзависимого антигена на В-клетку без помощи со стороны Т-клеток приводит к пролиферации соответствующего В-клеточного клона, но не обеспечивает его дифференцировки до зрелых lgG-иродуцирующих клеток. 2. Для полноценного развития клона В-клеток необходим не только специфический сигнал со стороны гаптеновой части молекулы антигена, но и неспецифический — со стороны медиатора Т-клеток. Секреция последнего начинается после распознавания Т-клетками “несущей” части антигена. 3. Тимуснезависимые антигены, характеризующиеся многократным повторением идентичных антигенных детерминант (эпитопов), способны включать В-жлетки и обеспечивать их полноценное развитие до зрелых антителопродуцекгов без помощи со стороны Т-хелперов. Для некоторых тимуснезависимых антигенов известно присутствие в структуре молекулы участков с поликлониалъной митогенной активностью, что также обеспечивает полноценную активацию В-хелперов
Характеристика тимуснезависимых антигепов
Таблица 1.7
|
Антиген |
Структура мономера |
Средняя мол. масса (Да) |
Среднее число мономерных единиц |
Число мономеров, достаточное для иммуногены ости |
|
Пневмококковый полисахарид (S-111) |
целлобиуроновая кислота, глюкозо- глюкуроновая кислота |
200 тыс. |
500 |
10 |
|
Нативный леван (LE) |
фруктоза |
20 млн |
111000 |
55 |
|
Липополисахарид (LPS) |
детерминанта олигосахаридов на боковых цепях основного каркаса |
10 млн |
неизвестно |
неизвестно |
|
Подивияил-пирро- лидон (PVP) |
|
360 тыс. |
3 200 |
90 |
|
Полимеризованный флагеллин (POL) |
белок |
10 млн |
300 |
lt;1 |
лем приобретали способность инициировать специфический иммунный ответ в виде синтеза антител. Именно благодаря исследованиям с гаптенами определены достаточно жесткие пределы для проявления антигенной специфичности. В частности, было показано, что незначительные структурные различия между изомерными формами гаптена определяют образование разных по специфичности антител. Кроме того, работы Ландштейнера стали исходными для формирования представлений о таких явлениях, как антигенностъ и иммуногенность. В основе понятия антигенности лежат структурные, химические особенности веществ, принимающих участие в иммунном процессе. В то же время иммуногенность — функциональная характеристика антигенного материала, которая включает определенные требования как к антигену, так и к иммунизируемому организму. Первое определяющее требование к антигену — это его чужеродность по отношению к реципиенту. Во всех случаях, за исключением аутоиммунных нарушений, антиген должен восприниматься организмом как “не свой”. Однако чужеродность - обязательное, но не единственное условие имму- ногенности. Чтобы вызвать иммунный ответ, антигену необходимо обладать достаточной молекулярной массой. Имеется прямая зависимость между этой величиной и силой иммунного ответа. 48
Третьим условием иммуногенности является доступность антигена для ферментативных систем антигенцрезентирующих клеток. Переработка антигена в фаголизосомах до олигопептидов и выход этих фрагментов на клеточную поверхность в комплексе с продуктами МНС в иммуногенной форме создает условия для запуска иммунного процесса.
При наличии всех перечисленных требований к антигену его потенциальная способность к инициации иммунного ответа может остаться нереализованной, если иммунизируемый организм по тем или иным причинам неспособен воспринять чужеродную информацию. Одно из требований к отвечающему организму — это наличие соответствующих генов иммунного ответа (1г-генов). Полиморфизм по Ir-генам определяет неоднозначность ответа различных индивидуумов к одному и тому же антигену. Следует также заметить, что развитие той или иной силы иммунного ответа зависит как от дозы антигена, так и от способа его введения. Низкая доза сильного иммуногена не является гарантом полноценного иммунного ответа даже у тех индивидуумов, которые обладают соответствующим 1г-геном. Способ введения антигена также является ограничивающим фактором для проявления иммуногенности. Так, например, некоторые бактериальные антигены при непосредственном попадании в желудочно-кишечный тракт не способны преодолеть кислотность желудочного сока как естественного барьера. В то же самое время эти же бактерии, введенные непосредственно в кровь, проявляют сильную иммунногенностъ. Проявление иммуногенных свойств антигена может быть блокировано также врожденным или приобретенным патологическим состоянием самой иммунной системы. Иммунодефицит по тем или иным факторам специфической защиты будет препятствовать проявлению специфических свойств полноценных антигенов.
Общие представления об антигене как иммуногенной молекуле отображены на рис. 1.8. В графической форме дан обобщающий, условный образ антигена, не встречающийся в природе. Смысл такой формы — суммировать известные данные об иммунологически значимых детерминантах антигена в едином, удобном для восприятия виде.
Наиболее полно изучены повторяющиеся, разные по специфичности В-клеточные эпитопы (детерминанты). Они локализованы в основном на внешней поверхности молекулы и относятся к так называемому конформационному типу. Помимо “внешних”, доступных для распознавания соответствующими антителами эпитопов, имеются “внутренние”, конформационно недоступные для взаимодействия с антителами. Обычно число аминокислот или сахаров, составляющих В-клеточный эпитоп, равно 6-8 мономерам.
частности для бактериальных липополисахаридов, известна способность к поликлональной активации В-клеток. Подобное свойство позволяет предположить наличие в структуре Т- независимых
Представленная схема ясно иллюстрирует функциональную гетерогенность антигенного материала, способность различных эпитопов и участков по-разному включать иммунную систему. Но каким бы способом ни инициировалась иммунореакгивность, главным, определяющим условием остается чужеродность антигена по отношению к иммунизируемому организму. Только в том случае, когда иммунная система распознает антиген как “не свое”, реа- лизуются ее потенциальные возможности.