Иммуногенность — потенциальная способность антигена вызывать иммунный ответ вне зависимости от его иммунной специфичности. Степень иммуногенности зависит от трех групп факторов: молекулярных особенностей антигена,кинетики антигена в организме,реактивности макроорганизма.
Содержание
Факторы, влияющие на степень иммуногенности
На степень иммуногенности вещества влияют следующие факторы:
- Природа антигена. Высокой иммуногенностью обладают белки и углеводы. Нуклеиновые кислоты, липиды и другие органические вещества зачастую слабоиммуногенны и могут выступать в роли эффективных антигенов только в составе комплексных соединений.
- Размер молекулы вещества. С повышением молекулярной массы растёт иммуногенность. Для белков пороговый размер молекулы, при котором появляется иммуногенность, видимо, связан с появлением α-спиральной структуры. Молекулярная масса антигена влияет не только на формирование определённой вторичной структуры белка, но и на количество эпитопов и их разнообразие, что повышает валентность антигена и также влияет на степень его иммуногенности.
- Жёсткость структуры молекулы антигена, то есть способность сохранять определённую конфигурацию, увеличивает иммуногенность.
- Принадлежность антигенов к классам полимеров, свойственным высшим животным, увеличивает их иммуногенность для последних. В частности, полипептиды, состоящие из не свойственных позвоночным D-аминокислот, слабо иммуногенны для них. Предполагается, что это может быть связано с трудностью деградации этих веществ из-за отсутствия необходимых ферментов.
Литература
Ссылки
Иммуногенность антигенов
Иммуногенность антигена — это способность в организме иммунизированного животного образования антител. Иммуногенность как биологическое свойство антигена является более сложным, чем антигенность. Антигенности того или иного вещества недостаточно, чтобы вызвать образование антител. В качестве примера можно привести гаптены, которые приобретают иммуногенность только после конъюгирования с соответствующим носителем.
Иммуногенность веществ сильно зависит от их молекулярной массы: чем выше молекулярная масса, тем выше иммуногенность. Отсюда вытекает важное практическое следствие — сшивка биополимеров между собой и другими белками повышает иммуногенность. Зависимость иммуногенности от молекулярной массы, по-видимому, определяется следующими причинами: во-первых, увеличение времени пребывания антигена в организме при возрастании его молекулярной массы; во-вторых, у высокомолекулярных антигеноа существенно возрастает способность взаимодействовать с макрофагами, в-третьих, с увеличением молекулярной массы в антигене увеличивается как общее количество антигенных детерминант, так и их разнообразие, что повышает эффективность взаимодействия] антигенов как с B-, так и с T-лимфоцитами.
Плотность расположения и количество антигенных детерминант на поверхности антигенов также имеет важное значение: по мере увеличения этих показателей иммуногенность в начале растет, а затем начинает уменьшаться. Так, например, для динитрофенильной гаптеновой группы было показано, что из конъюгатов, содержащих 3, 16 и 28 групп на молекулу бычьего альбумина, максимальной антигенностью обладал конъюгат, содержащий 16 молекул гаптена.
Одной из причин такого эффекта, по-видимому, является сложность межклеточной кооперации. В частности, показано, что в иммунном ответе против антигенов, имеющих повторяющиеся антигенные детерминанты, участвуют только В-лимфоциты; такие антигены называются независимыми. Для этих антигенов, например полимеров. D-аминокислот, также характерно снижение скорости метаболизма в организме.
Очень важным является понятие "чужеродность" иммуногена.Установлено, что чем более антиген отличается по своей структуре от гомологичного антигена иммунизируемого животного, тем выше его иммуногенность. Например, инсулины человека и многих видов животных имеют близкую первичную структуру и поэтому для них инсулин человека малоиммуногенен. Однако между инсулином человека и морской свинки имеются достаточные отличия, что позволяет использовать этих животных как продуцентов соответствующих антисывороток.
2. Иммуногенность
Однако это правило нельзя считать абсолютным. Так, например, гормон тироксин имеет одинаковую структуру у всех животных, тем не менее, будучи конъюгированным с подходящим белком, он становится хорошим иммуногеном. В данном случае антигенная детерминанта состоит не только из гормона, но и "ножки" и части белковой глобулы, что в целом создает "чужеродную" структуру. Именно на этом принципе основано получение антител против различных низкомолекулярных физиологически активных веществ.
"Чужеродность" зависит от генетических особенностей иммунизируемого животного, поэтому часто иммуногенность связывают с генетической чужеродностью антигена.Из "чужеродности" следует, что иммуногенность — это не абсолютное свойство антигена по отношению к данному виду животного, а иногда даже к индивидуальному организму. Необходимо иметь в виду, что иммунная система организма сама находится под жестким генетическим контролем, который определяет как биологическую активность различных участников иммунного процесса, так и многообразие специфичностей рецепторов, а значит, и специфичностей антител. Именно видовая и индивидуальная вариабельность организмов требует внимательного выбора вида животного. Чем менее "чужеродный" антиген, тем большееколичество животных следует брать для иммунизации. Так, например, для получения антисывороток против инсулина наиболее иммунореактивными являются морские свинки, при этом в среднем только одна из семи морских свинок дает удовлетворительную для целей анализа антисыворотку. Даже в случае получения антисывороток против достаточно "чужеродных" антигенов необходима большая группа животных, так как в этом случае нивелируются индивидуальные различия. Смесь антисывороток против данного антигена от разных животных одной группы называют пулом.
Из лабораторных животных чаще всего берут для иммунизации кроликов, морских свинок или мышей в зависимости от количества имеющегося антигена, доступности животного и т.д. Возможность использования группы лабораторных животных позволяет решить проблему отбора из них наиболее иммунореактивных. Иммунизировать удобнее самцов, так как у них иммуногенный ответ менее подвержен влиянию гормональных циклов. Для получения антител против вирусов эффективными оказались куры, у которых антитела накапливаются в яйцах. Большие количества антисывороток получают иммунизацией крупных животных: козлов, баранов, ослов, лошадей.
Для получения специфических антисывороток важное значение имеет гомогенность антигена.Это обусловлено тем, что примеси чужеродных антигенов могут обладать большей иммуногенностью, чем основной антиген, в результате чего, несмотря на небольшое количество примеси, против нее может образоваться достаточное количество антител. Так, например, вирусные антигены, выделенные из культуры ткани животных, содержат примесь тканевых антигенов, против которых вырабатываются антитела, дающие ложноположительные реакции в иммунохимическом анализе.
Степень иммунного ответа также зависит от количества введенного антигена. При определенных концентрациях антигена, как высоких, так и низких, наступает торможение гуморального иммунного ответа, называемое толерантностью. Это обусловливает необходимость выбора оптимальной дозы в каждом конкретном случае, с учетом чистоты препарата и его иммуногенности. Доза иммуногена для одной инъекции кролику или морской свинке составляет в среднем 100-300 мкг на 2 кг массы. Доза, необходимая для крупных животных, не увеличивается пропорционально их массе. Так, для овец достаточна доза, равная 0,25-5 мг иммуногена на инъекцию, для осла — 0,5-10 мг. В случае использования в качестве иммуногена конъюгата гаптенноситель доза зависит от молекулярной массы конъюгата.
Способ введения антигена и периодичность введения влияют на иммунологическую активность антисывороток. Так как иммунный ответ формируется в организме постепенно, принято различать первичный ответ и вторичный ответ. Первичные и вторичные антисыворотки отличаются по составу антител и их специфичности. Обычно высокоактивные антисыворотки получают после нескольких циклов иммунизации. Однако очень длительные иммунизации могут привести к снижению специфичности из-за постепенного увеличения титра антител к примесным антигенам.
В процессе иммунизации изменяется также аффинность и соотношение между различными фракциями антител. Такая вариабельность качества антисывороток по специфичности антител, их физико-химическим свойствам и концентрации является следствием популяционной природы иммунного ответа. В связи с этими обстоятельствами на практике необходимо вести непрерывный контроль за качеством получаемых антисывороток.
Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 64;
Похожие статьи:
Антигены — виды и свойства. Иммуногенность
Антиген – это биополимер органической природы, генетически чужеродный для макроорганизма, который при попадании в последний распознаётся его иммунной системой и вызывает иммунные реакции, направленные на его устранение.
Антигены обладают рядом характерных свойств: антигенностью, специфичностью и иммуногенностью.
Существует два основных вида антигенов: экзогенные и эндогенные (аутологичные). Экзогенные антигены попадают в организм из внешней среды. Среди них различают инфекционные и неинфекционные АГ.
Инфекционные антигены — это антигены бактерий, вирусов, грибов, простейших.
Известны следующие разновидности бактериальных антигенов:
— группоспецифические (встречаются у разных видов одного рода или семейства);
— видоспецифические (у различных представителей одного вида);
— типоспецифические (определяют серологические варианты — серовары, антигеновары внутри одного вида).
Антигенность
Под антигенностью понимают потенциальную способность молекулы антигена активировать компоненты иммунной системы и специфически взаимодействовать с факторами иммунитета (антитела, клон эффекторных лимфоцитов). Иными словами, антиген должен выступать специфическим раздражителем по отношению к иммунокомпетентным клеткам. При этом взаимодействие компоненты иммунной системы происходит не со всей молекулой одновременно, а только с ее небольшим участком, который получил название «антигенная детерминанта», или «эпитоп».
Чужеродность является обязательным условием для реализации антигенности. По этому критерию система приобретенного иммунитета дифференцирует потенциально опасные объекты биологического мира, синтезированные с чужеродной генетической матрицы. Понятие «чужеродность» относительное, так как иммунокомпетентные клетки не способны напрямую анализировать чужеродный генетический код. Они воспринимают лишь опосредованную информацию, которая, как в зеркале, отражена в молекулярной структуре вещества.
Иммуногенность — потенциальная способность антигена вызывать по отношению к себе в макроорганизме специфическую защитную реакцию. Степень иммуногенности зависит от ряда факторов, которые можно объединить в три группы:
1. Молекулярные особенности антигена;
2. Клиренс антигена в организме;
3. Реактивность макроорганизма.
К первой группе факторов отнесены природа, химический состав, молекулярный вес, структура и некоторые другие характеристики.
Иммуногенность в значительной степени зависит от природы антигена. Важна также оптическая изомерия аминокислот, составляющих молекулу белка. Большое значение имеет размер и молекулярная масса антигена. На степень иммуногенности также оказывает влияние пространственная структура антигена. Оказалась также существенной стерическая стабильность молекулы антигена.
Что Такое иммуногенность- Значение Слова иммуногенность
Еще одним важным условием иммуногенности является растворимость антигена.
Вторая группа факторов связана с динамикой поступления антигена в организм и его выведения. Так, хорошо известна зависимость иммуногенности антигена от способа его введения. На иммунный ответ влияет количество поступающего антигена: чем его больше, тем более выражен иммунный ответ.
Третья группа объединяет факторы, определяющие зависимость иммуногенности от состояния макроорганизма. В этой связи на первый план выступают наследственные факторы.
Специфичностью называют способность антигена индуцировать иммунный ответ к строго определенному эпитопу. Это свойство обусловлено особенностями формирования иммунного ответа — необходима комплементарность рецепторного аппарата иммунокомпетентных клеток к конкретной антигенной детерминанте. Поэтому специфичность антигена во многом определяется свойствами составляющих его эпитопов. Однако при этом следует учитывать условность границ эпитопов, их структурное разнообразие и гетерогенность клонов антигенреактивных лимфоцитовой специфичности. В результате этого организм на антигенное раздражение всегда отвечает поликлональными иммунным ответом.
Антигены бактериальной клетки
В структуре бактериальной клетки различают жгутиковые, соматические, капсульные и некоторые другие антигены. Жгутиковые, или Н-антигены, локализуются в локомоторном аппарате бактерий — их жгутиках. Они представляют собой эпитопы сократительного белка флагеллина. При нагревании флагеллин денатурирует, и Н-антиген теряет свою специфичность. Фенол не действует на этот антиген.
Соматический, или О-антиген, связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу составляют ЛПС. О-антиген проявляет термостабильные свойства — он не разрушается при длительном кипячении. Однако соматический антиген подвержен действию альдегидов (например, формалина) и спиртов, которые нарушают его структуру.
Капсульные, или К-антигены, располагаются на поверхности клеточной стенки. Встречаются у бактерий, образующих капсулу. Как правило, К-антигены состоят из кислых полисахаридов (уроновые кислоты). В то же время у бациллы сибирской язвы этот антиген построен из полипептидных цепей. По чувствительности к нагреванию различают три типа К-антигена: А, В, и L. Наибольшая термостабильность характерна для типа А, он не денатурирует даже при длительном кипячении. Тип В выдерживает непродолжительное нагревание (около 1 часа) до 60 оС. Тип L быстро разрушается при этой температуре. Поэтому частичное удаление К-антигена возможно путем длительного кипячения бактериальной культуры.
На поверхности возбудителя брюшного тифа и других энтеробактерий, которые обладают высокой вирулентностью, можно обнаружить особый вариант капсульного антигена. Он получил название антигена вирулентности, или Vi-антигена. Обнаружение этого антигена или специфичных к нему антител имеет большое диагностическое значение.
Антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины, ферменты и некоторые другие белки, которые секретируются бактериями в окружающую среду (например, туберкулин). При взаимодействии со специфическими антителами токсины, ферменты и другие биологически активные молекулы бактериального происхождения теряют свою активность. Столбнячный, дифтерийный и ботулинический токсины относятся к числу сильных полноценных антигенов, поэтому их используют для получения анатоксинов для вакцинации людей.
В антигенном составе некоторых бактерий выделяется группа антигенов с сильно выраженной иммуногенностью, чья биологическая активность играет ключевую роль в формировании патогенности возбудителя. Связывание таких антигенов специфическими антителами практически полностью инактивирует вирулентные свойства микроорганизма и обеспечивает иммунитет к нему. Описываемые антигены получили название протективных. Впервые протективный антиген был обнаружен в гнойном отделяемом карбункула, вызванного бациллой сибирской язвы. Это вещество является субъединицей белкового токсина, которая ответственна за активацию других, собственно вирулентных субъединиц — так называемого отечного и летального факторов.
Антигены грибов
Дрожжевые клетки Candida albicans содержат полисахарид клеточной стенки — маннан, цитоплазматические и ядерные белки. Среди них выявлено более 80 антигенов. Для иммунологических тестов используют экстракты цельных клеток, очищенный маннан или цитоплазматические белки. Антигены вызывают немедленные (антитела IgM, IgG, IgA, IgE классов) и замедленные (Т-клеточные) реакции и сенсибилизацию без клинических проявлений. Антитела также выявляются у некоторых здоровых лиц. В крови больных слизисто-кожным кандидозом находят антигены кандид.
Антигены грибов обладают иммуностимулирующим и иммунодепрессивным действием.
Антигены вирусов
У большинства вирусов имеются суперкапсидные — поверхностные оболочечные, белковые и гликопротеидные АГ (например, гемагглютинин и нейраминидаза вируса гриппа), капсидные — оболочечные и нуклеопротеидные (сердцевинные) АГ.
Протективные антигены
Это совокупность антигенных детерминант (эпитопов), которые вызывают наиболее сильный иммунный ответ, что предохраняет организм от повторной инфекции данным возбудителем. Определение вирусных антигенов в крови и других биологических жидкостях широко используется для диагностики вирусных инфекций. Наиболее иммуногенные, протективные пептиды вирусов используются для создания синтетических вакцин. По строению они вариабельны даже у одного вида вирусов.
Пути проникновения инфекционных антигенов в организм разнообразны:
— через поврежденную и иногда неповрежденную кожу;
— через слизистые оболочки носа, рта, желудочно-кишечного тракта, мочеполовых путей.
Пути распространения антигенов — кровь, лимфа, а также по поверхности слизистых оболочек.
Протективные антиген
Cтраница 1
Протективные антигены или их фрагменты, используемые для конструирования молекулярных вакцин, могут быть синтезированы искусственно. [1]
Протективные антигены — это совокупность антигенных детерминант ( эпитопов), которые вызывают наиболее сильный иммунный ответ, что предохраняет организм от повторного инфицирования данным возбудителем. [2]
Все протективные антигены, используемые в убитых вакцинах, должны обладать природной высокой антигенностью, обеспечивая мощную выработку антител или накопление специфических Т — клеток. В этом случае понятия антигенности и иммуногенности практически совпадают. [3]
Заключением протективных антигенов в микрокапсулы из полимеров и липидов ( липосомы), обеспечивающих соответствующую динамику подачи антигена и активацию фагоцитов. [4]
Есть предложения вместо протективных антигенов использовать участки ДНК возбудителя, к которому ковалентно присоединяются адгезины реовирусов. [5]
В связи с целенаправленным выделением протективных антигенов и их дальнейшей очисткой молекулярные вакцины, созданные на базе очищенных протективных антигенов, обладают довольно низкой реактогенностью, токсичностью и аллер-гизируюшей активностью. [6]
Как правило, в качестве таких протективных антигенов выступают различные факторы патогенное возбудителя. Именно при блокировании их функций патогенный организм не способен реализовать свою патоген-ность, не может противостоять системе иммунитета и погибает. Однако нельзя исключать, что в качестве протективных антигенов могут выступить иные жизненно важные компоненты клеток возбудителя.
Условия появления иммуногенности
[7]
Основным действующим началом убитых вакцин служат тоже протективные антигены, которые находятся в структуре микробных клеток или вирусов. Причем вакцины этого типа вводят, как правило, только парэнтерально: подкожно, внутрикожно, внутримышечно. [8]
Такое трансгенное растение синтезирует в своем составе протективные антигены возбудителей. Эти антигены можно выделить, очистить и использовать как обычные молекулярные вакцины. [9]
Этот вид вакцин получил свое название благодаря тому, что протективные антигены используются в них в виде отдельных, как правило, растворимых молекул. Отсюда и возникло предложение называть эти препараты химическими вакцинами. [10]
Основная субстанция этого вида вакцин — чистая ДНК возбудителя, кодирующая эпитопы протективных антигенов. В последовательность ее оснований обычно включается подходящий промотор. Такая структура ДНК может проникать в клетку хозяина и встраиваться в ее геном. [11]
В эту группу вакцинных препаратов относят молекулярные конструкции, у которых эпитопы протективных антигенов встроены в комплекс молекул гистосовместимости. Отмечается, что в таком виде вакцинные препараты способны индуцировать сильный клеточный иммунный ответ. [12]
В эту же группу можно отнести вакцинные препараты, представляющие собой конъюгаты протективных антигенов ( вернее, их фрагментов) с молекулами, обеспечивающими доставку и их присоединение к продуктам генов МНС. В качестве таких лигандных молекул могут быть использованы монокло-нальные антитела к молекулам МНС I и II классов, а также искусственно синтезированные пептиды, избирательно взаимодействующие с молекулами МНС. [13]
В большинстве случаев ( но не всегда) из вирулентных штаммов возбудителей выделяются более активные протективные антигены, и в большем количестве, чем из слабовирулентных. [14]
Теоретической посылкой для создания таких вакцин явилось положение о том, что фрагменты протективных антигенов приобретают иммуногенность только после процессинга и встраивания в молекулы МНС. Поэтому, в качестве вакцины и предлагается такая, уже готовая конструкция. [15]
Страницы: 1 2