Иммунное распознавание вирусов
Система защиты организма реагирует на внедрение вируса в два этапа:
- Активация врожденного иммунитета. Основана на распознавании вирусных нуклеиновых кислот (например, двуспиральной РНК). Эту задачу выполняют патогенраспознающие рецепторы (PRR), расположенные в цитоплазматических гранулах. Главную роль играют Toll-подобные рецепторы: TLR-3, TLR-7, TLR-8 и TLR-9.
- Активация адаптивного иммунитета. Белки оболочки вирусов распознаются В-лимфоцитами. Вырабатываемые ими антитела нацеливаются на поверхностные антигены.
Наличие в патогенах молекул, распознаваемых рецепторами, обусловливает мобилизацию естественного иммунитета и запуск специфических адаптивных реакций.
Механизмы изменения антигенной структуры
Чтобы выжить, патогены непрерывно меняют структуру молекул, на которые реагирует иммунитет. Выделяют несколько типов такой вариабельности:
- Антигенный дрейф (drift). Является следствием серии точечных мутаций в генах. Структура протективных антигенов меняется плавно и постепенно. Сформировавшийся ранее иммунитет срабатывает, но лишь частично, и не защищает от конечных продуктов изменчивости.
- Антигенный сдвиг (shift). Скачкообразное изменение антигенов из-за обмена генетическим материалом между разными линиями микроорганизмов (часто происходит в организме промежуточного хозяина). В этом случае старый иммунитет абсолютно не распространяется на новые варианты.
- Смена вариантспецифических антигенов. Поочередная экспрессия продуктов различных генов внутри одного макроорганизма. Патоген постоянно выходит из-под контроля иммунитета, что определяет ремиттирующее (волнообразное) течение инфекции.
Вариабельность поверхностных антигенов (на примере гриппа)
Существует прямая корреляция: чем важнее антиген для создания защитного иммунитета, тем выше его изменчивость. Изменение антигенного спектра вируса гриппа от эпидемии к эпидемии обусловлено разной степенью стабильности его белков:
- Гемагглютинин (H): обладает крайне высокой вариабельностью, меняется каждую новую эпидемию.
- Нейраминидаза (N): обладает существенно более слабой вариабельностью, изменяется через 2–3 эпидемии.
- Матриксный белок (М): входит в состав оболочки нуклеокапсида, стабилен, вариабельность отсутствует.
Из-за дрейфа и сдвига антигенные свойства могут меняться даже в течение одной эпидемии, что приводит к повторным заболеваниям у переболевших.
Суперантигены и поликлональный ответ
Некоторые молекулы (например, бактериальные экзотоксины) выступают в роли суперантигенов. Они взаимодействуют с $\beta$-цепями Т-клеточного рецептора (TCR) и боковой поверхностью молекулы MHC.
Это взаимодействие вызывает поликлональный ответ, который не является адаптивной реакцией, так как он не специфичен и не направлен на конкретный патоген. Возникают тяжелые патологические последствия:
- Поликлональная пролиферация огромной массы Т-клеток.
- Массированный неадекватный выброс цитокинов.
- Массовый апоптоз активированных Т-клеток на финальном этапе.
Следствием этого массированного апоптоза становится потеря пула лимфоцитов, что приводит к выраженной временной иммуносупрессии.
Дрейф (drift) — это как дрейфующая льдина: изменения происходят медленно из-за точечных мутаций. Сдвиг (shift) — это сдвиг тектонических плит: резкое, скачкообразное изменение антигенов из-за обмена генетическим материалом, при котором старый иммунитет рушится полностью.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему при сонной болезни наблюдается волнообразное течение лихорадки?
Возбудитель (Trypanosoma brucei) имеет около тысячи генов, кодирующих поверхностный гликопротеин. Как только иммунитет вырабатывает антитела к одному варианту, паразит экспрессирует следующий ген, вызывая новую волну заболевания (ремиттирующее течение).
В чем опасность ответа на суперантигены?
Ответ неспецифичен и непродуктивен. Вместо прицельной защиты происходит неадекватный выброс цитокинов, за которым следует массовый апоптоз Т-лимфоцитов, что ведет к потере иммунных клеток и временной иммуносупрессии.
Могут ли антигенные свойства меняться в течение одной эпидемии?
Да, за счет механизмов антигенного дрейфа и сдвига микробные антигены способны изменяться настолько быстро, что переболевшие люди могут заразиться повторно в этот же сезон.
Что ещё разобрать по теме
- Строение нуклеокапсида вируса и функции внутренних белков-ферментов
- Механизмы работы паттерн-распознающих рецепторов (PRR) и TLR в гранулах
- Мутационный процесс внутри вида бактерий и формирование серотипов
- Роль молекул PAMP во врожденном иммунитете
- Иммуномодуляторы патогенов: как макромолекулы блокируют эффекторный иммунитет
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Антигенная изменчивость патогенов» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Иммунитет в защите и повреждении организма. Патология иммунитета»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.