Антиген

АНТИГЕН (antigen, буквально - производящий что-либо против чего-либо, от анти... и ...ген), вещество, распознаваемое организмом как чужеродное и способное вызывать иммунный ответ, направленный на его удаление. Природные антигены, присутствующие в клетках и тканях всех живых организмов, представляют собой макромолекулы - обычно это белки или полисахариды. Считают, что иммунная система млекопитающих способна распознать более 106 различных антигенов. Чаще всего антигены являются макромолекулами проникающих в организм бактерий, вирусов, простейших, микроскопических грибов и других возбудителей заболеваний, а также опухолевых клеток (опухолевые антигены), формирующихся в организме при злокачественном перерождении нормальных клеток. При пересадке органов и переливании крови важное значение имеют тканевые аллоантигены - антигены, отражающие внутривидовые иммунологические особенности и индивидуальные различия особей. К аллоантигенам относятся молекулы главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) и групп крови. Иммунным ответом на эти антигены является отторжение несовместимых тканей и резус-конфликт (смотри в статье Резус-фактор), а на взаимодействие антигенов групп крови с предсуществующими антителами - также реакция на переливание несовместимой крови, приводящая к гемотрансфузионному шоку. В норме иммунная система способна реагировать только на чужеродные антигены, хотя в организме присутствуют лимфоциты, распознающие его собственные антигены - аутоантигены. Иммунный ответ на них развивается только при нарушении регуляторных механизмов, что приводит к формированию аутоиммунных заболеваний. Неадекватная реакция животных и человека на некоторые антигены, обозначаемые как аллергены, лежит в основе особой формы иммунного ответа - аллергии. Искусственным путём получают антигены, содержащие гаптены в комплексе с белком-носителем.

Реклама

Обязательные характеристики антигенов - иммуногенность и специфичность. Способность антигенов вызывать иммунный ответ является иммуногенностью. Она зависит от размера молекулы антигена (нижний порог молекулярной массы, определяющий проявление иммуногенности, составляет для белков 10 000, для полисахаридов 100 000), особенностей её структуры (в белке, например, это наличие альфа-спирализованных участков, определённая степень жёсткости структуры, разнообразие мономерного состава) и многих других факторов. В значительной степени она диктуется особенностями организма хозяина и детерминируется генетически, прежде всего аллелями генов ГКГ.

Участвуя в запуске иммунных реакций, антиген в первую очередь поглощается антигенпредставляющими клетками, частично расщепляется внутри этих клеток и встраивается в антигенсвязывающую полость молекул ГКГ. В таком виде он представляется клеткам иммунной системы - Т-лимфоцитам, вырабатываемым в тимусе. Распознавание антигена другими клетками иммунной системы — В-лимфоцитами не зависит от молекул ГКГ: молекула антигена непосредственно взаимодействует с антигенраспознающим рецептором этих клеток; при ответе на большинство антигенов для стимуляции В-лимфоцитов к образованию антител (гуморальному иммунному ответу) требуется помощь со стороны Т-хелперов (разновидность Т-лимфоцитов). Такие антигены называются тимусзависимыми.

Специфичность антигенов (направленность иммунного ответа на данный антиген) связана с определёнными участками молекулы антигена - эпитопами, или антигенными детерминантами, которые распознаются активным центром антител (растворимых или находящихся в составе мембранного рецептора В-лимфоцитов) или включаются в антигенсвязывающую полость молекулы ГКГ и распознаются рецепторами Т-лимфоцитов. Соответственно различают В-клеточные и Т-клеточные эпитопы. Среди первых имеются секвенциальные (непрерывная цепь мономеров длиной 2-4 нм в биополимерах) и конформационные (характерны только для белковых молекул; образуются в результате сближения аминокислотных остатков при формировании их третичной структуры). Обычно молекула антигена содержит несколько различных эпитопов, среди которых существуют иммунодоминантные, вовлекающие в ходе иммунного ответа наибольшее число клонов продуцирующих антитела лимфоцитов. Способность участка молекулы антигена выполнять функцию В-клеточного эпитопа, а также степень его доминантности определяются присутствием в нём гидрофильных молекул, обусловливающих локализацию эпитопа на поверхности молекулы, наличием полярных и циклических аминокислот и некоторыми другими его свойствами. Т-клеточные эпитопы бывают только секвенциальными, т.к. они функционируют не в составе молекулы антигена, а как часть пептида, включённого в молекулу ГКГ в ходе преобразования антигена в антигенпредставляющих клетках; их размер соответствует размеру антигенсвязывающей полости молекулы ГКГ.

Разработаны компьютерные программы для предсказания и расчёта локализации В- и Т-клеточных эпитопов, что очень важно для конструирования современных вакцин, предназначенных для стимуляции гуморального и клеточного ответа. Однако, поскольку в развитии иммунного ответа почти всегда участвуют Т-лимфоциты, при создании любых вакцин первостепенное значение имеет расчёт Т-клеточных эпитопов.

Определение видовой или групповой принадлежности антигенов используется в диагностике инфекционных заболеваний, при переливании крови, пересадке органов и тканей, идентификации биологических материалов в судебной медицине и др. Смотри также статьи Антиген - антитело реакция, Иммунитет.

А. А. Ярилин.

Связанные статьи