Антиген в медицине¶
Антиген (от лат. antigenum, сокращение от antigenum, «противородствующее начало»; англ. antigen, АГ) — это любое вещество (молекула или структура), которое распознаётся иммунной системой как чужеродное и способно вызывать образование специфических антител или сенсибилизированных лимфоцитов. В медицине и лабораторной практике под аббревиатурой АГ чаще всего понимают антигены возбудителей инфекций, опухолевые антигены, а также антигены тканей и клеток, используемые при пересадке органов и в диагностике.
¶Основные свойства антигенов
Антиген обладает двумя ключевыми свойствами:
- Иммуногенность — способность вызывать иммунный ответ (продукцию антител или активацию Т-лимфоцитов).
- Специфичность — способность связываться только с теми антителами или рецепторами лимфоцитов, которые были образованы в ответ именно на этот антиген.
Не каждое чужеродное вещество является полноценным антигеном. Молекулы с низкой молекулярной массой (обычно менее 1000 Да) сами по себе иммуногенны слабо; такие вещества называют гаптенами. Гаптен приобретает иммуногенность только в комплексе с носителем (белком), что используется в лабораторной диагностике для построения конъюгатов.
¶Классификация антигенов
По происхождению:
- Аутоантигены — собственные антигены организма, в норме не вызывающие иммунного ответа; при нарушении толерантности могут стать причиной аутоиммунных заболеваний.
- Аллоантигены — антигены, различающиеся у разных особей одного вида (например, эритроцитарные антигены системы AB0 и резус-фактор).
- Гетероантигены — антигены, не принадлежащие данному виду (бактериальные, вирусные, растительные).
- Тумор-ассоциированные и тумор-специфические антигены — экспрессируются на поверхности опухолевых клеток.
По химической природе:
- Белковые антигены — наиболее сильные иммуногены.
- Полисахаридные антигены — характерны для капсул бактерий (например, полисахариды Streptococcus pneumoniae).
- Липопротеиновые и гликолипидные антигены мембран клеток.
- Нуклеиновые кислоты — как правило, слабые иммуногены, однако могут выступать в роли антигенов при аутоиммунных реакциях.
¶Антигены в диагностике
В клинической лабораторной практике определение антигенов (АГ) возбудителей — основа ряда методов диагностики инфекций. Выделяют два направления:
- Выявление антигенов (антигенный анализ) — обнаружение самого возбудителя или его компонентов в биологическом материале (кровь, моча, мазки, спинномозговая жидкость). Методы включают:
- реакцию латекс-агглютинации;
- иммуноферментный анализ (ИФА);
- иммунофлюоресценцию;
- иммунохроматографические экспресс-тесты;
- полимеразную цепную реакцию с детекцией антигенов.
- Выявление антител (серологический анализ) — обнаружение иммуноглобулинов, выработанных организмом в ответ на антиген. Позволяет судить о стадии заболевания: IgM указывают на острую фазу, IgG — на перенесённую инфекцию или вакцинальный иммунитет.
¶Роль антигенов в пересадке органов
Совместимость донора и реципиента при трансплантации определяется прежде всего соответствием антигенов гистосовместимости — молекул главного комплекса гистосовместимости (MHC), у человека обозначаемого как HLA-система (H — human, L — leucocyte, A — первый локус). Молекулы HLA-I класса присутствуют почти на всех ядерных клетках, HLA-II класса — на антигенпрезентирующих клетках (моноциты, макрофаги, дендритные клетки, В-лимфоциты).
Перед трансплантацией проводят типирование HLA-антигенов донора и реципиента; несовпадение приводит к отторжению трансплантата. Для подавления иммунного ответа применяют иммуносупрессивную терапию.
¶Антигены в онкологии
Опухолевые клетки несут на поверхности особые антигены, которые могут распознаваться иммунной системой:
- Тумор-ассоциированные антигены (ТАА) — не специфичны для опухоли, но экспрессируются на ней в повышенном количестве (например, HER2/neu, раково-эмбриональный антиген CEA, простатспецифический антиген ПСА).
- Тумор-специфические антигены (ТСА) — возникают в результате мутаций в опухолевых клетках и в нормальных тканях отсутствуют (мутантные белки p53, антигены вируса папилломы человека при раке шейки матки).
Выявление таких антигенов используется в диагностике и мониторинге опухолей, а также в разработке иммунотерапевтических методов — вакцин против рака, CAR-T-терапии, моноклональных антител.
¶Антигены в вакцинологии
Вакцины представляют собой препараты, содержащие антигены (или их гены) возбудителя, способные сформировать иммунитет без вызова заболевания. Виды вакцин по антигенному составу:
- Инактивированные — убитые целые микроорганизмы.
- Живые ослабленные — аттенуированные штаммы.
- Субъединичные — очищенные антигены (например, поверхностный антиген вируса гепатита B, HBsAg).
- Полисахаридные и конъюгатные — капсульные полисахариды, связанные с белком-носителем.
- МРНК-вакцины — содержат генетический код антигена, по которому клетки организма синтезируют белок-антиген.
¶Антигены бактерий и вирусов
У бактерий антигенами могут служить структуры клеточной стенки (пептидогликан, тейхоевые кислоты), капсульные полисахариды, жгутики (флагеллин), пили, а также токсины (экзотоксины). У вирусов антигенной активностью обладают белки капсида и липопротеиновая оболочка, а также гликопротеины шиповидных выступов. Антигенная структура возбудителя лежит в основе его лабораторной идентификации и серологической типизации.
¶Историческая справка
Термин «антиген» был предложен в начале XX века для обозначения веществ, вызывающих образование антител. Ключевые работы по иммунологии принадлежат И. И. Мечникову (фагоцитарная теория, Нобелевская премия 1908 года совместно с П. Эрлихом), а также Л. Пастеру, разработавшему методы вакцинации. В 1950-е годы было установлено, что распознавание антигена Т-лимфоцитами требует его презентации в комплексе с молекулами MHC — открытие, ставшее основой современной трансплантационной иммунологии.
Источники:
- Мечников И. И. «Лекции о сравнительной патологии воспаления»
- Ройт И., Бростофф Дж., Мейл Д. «Иммунология»
- Атлас по иммунологии (под ред. В. И. Пыжова)
- Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство (под ред. К. Г. Мошковаского)
- Хаитов Р. М., Игнатьева Г. А., Сидорович И. Д. «Иммунология»