Понятие антигена, антигенности и иммуногенности
Антиген — генетически чужеродное вещество, способное взаимодействовать с компонентами иммунной системы. Однако определение «вещество, вызывающее иммунный ответ» не всегда корректно, поскольку существуют два самостоятельных свойства антигена.
- Антигенность — способность молекулы связываться с антителом или антигенраспознающим рецептором.
- Иммуногенность — способность индуцировать полноценный иммунный ответ.
Эти свойства не всегда совпадают. Классический пример — гаптен: низкомолекулярное вещество, которое связывается с антителом, но самостоятельно не запускает иммунный ответ. Иммуногенным гаптен становится только после соединения с молекулой-носителем (белком-переносчиком), образующей полноценный комплекс, распознаваемый иммунной системой.
Классификация антигенов по происхождению
- Аутоантигены — собственные антигены данной особи.
- Изоантигены — антигены генетически идентичной особи (например, однояйцевого близнеца или линейных лабораторных животных).
- Аллоантигены — антигены другой особи того же вида.
- Ксеноантигены — антигены особи другого вида.
Чем дальше организмы расходятся филогенетически, тем выше иммуногенность их антигенов для реципиента.
Критерии иммуногенности
- Чужеродность — степень эволюционной отдалённости источника антигена.
- Молекулярная масса — оптимальный диапазон ориентировочно 10–100 кДа; слишком малые и чрезмерно крупные молекулы иммуногенны слабо.
- Корпускулярность — корпускулярные (клеточные) антигены индуцируют ответ значительно эффективнее растворимых.
- Химическая сложность — гетерополимеры с разнообразной структурой иммуногеннее простых мономеров и гомополимеров.
- Способ введения и доза — внутривенный и парентеральный пути обычно эффективнее перорального; доза должна быть оптимальной, поскольку чрезмерно высокие дозы могут индуцировать иммунологическую толерантность вместо ответа.
Эпитоп как функциональная единица антигена
Антигенная детерминанта, или эпитоп, — это участок молекулы антигена, непосредственно распознаваемый антителом или рецептором лимфоцита. Остальная часть молекулы в распознавании не участвует. Один антиген может содержать несколько различных эпитопов, что определяет разнообразие индуцируемых им клонов лимфоцитов.
Тимус-зависимые и тимус-независимые антигены
Т-зависимые антигены составляют большинство антигенов. Для запуска продукции антител B-лимфоцитами им требуется кооперация с Т-хелперами. Они связываются как с BCR (рецептор B-лимфоцита), так и опосредованно с TCR (рецептор T-лимфоцита) после процессинга, обеспечивая образование всех изотипов иммуноглобулинов, кроме IgD, формирование иммунологической памяти и переключение классов антител. Их особенность — небольшое количество разнородных эпитопов в крупной молекуле.
Т-независимые антигены активируют B-лимфоциты без помощи Т-клеток. Они содержат многократно повторяющиеся эпитопы, что облегчает прямое распознавание B-клеточным рецептором. Делятся на два типа:
- Тип 1 — вызывают поликлональную активацию B-лимфоцитов (например, ЛПС бактерий).
- Тип 2 — поликлональной экспансии не вызывают (полисахариды капсул).
Ответ на них представлен преимущественно IgM и частично IgD, не сопровождается переключением классов и не формирует иммунологической памяти. Реакции на такие антигены (липополисахариды клеточных стенок, повторяющиеся углеводные структуры) генетически детерминированы и эволюционно закреплены.
Аллергены
Аллерген — антиген, индуцирующий гиперпродукцию IgE и развитие аллергической реакции (гиперчувствительность I типа). IgE фиксируется Fc-фрагментом на поверхности тучных клеток и базофилов. При повторном контакте антиген перекрёстно сшивает молекулы IgE на мембране, что приводит к дегрануляции тучной клетки и высвобождению гистамина, гепарина, лейкотриенов и других медиаторов. Клинически это проявляется отёком, болью, бронхоспазмом и другими симптомами немедленной аллергии.
Ключевые моменты
- Антигенность и иммуногенность — разные свойства: гаптен антигенен, но не иммуногенен без носителя.
- По происхождению антигены делят на ауто-, изо-, алло- и ксеноантигены.
- Иммуногенность определяется чужеродностью, молекулярной массой, корпускулярностью, химической сложностью, путём и дозой введения.
- Эпитоп — конкретный участок антигена, распознаваемый антителом или рецептором лимфоцита.
- Т-зависимые антигены требуют участия Т-хелперов и формируют иммунологическую память со всеми изотипами, кроме IgD.
- Т-независимые антигены имеют повторяющиеся эпитопы, индуцируют преимущественно IgM и не формируют памяти.
- Чрезмерно высокие дозы антигена могут вызывать иммунологическую толерантность.
- Аллерген запускает гиперпродукцию IgE и дегрануляцию тучных клеток с выбросом гистамина.