Антиген

Антиген - 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, искусственные, или синтетические. Антигены могут содержать низкомолекулярные соединения (гаптены) в комплексе с белком-носителем. Иммунная система млекопитающих способна распознать 10^{6 -} 10⁷различных антигенов. Чаще всего источником природных чужеродных антигенов являются макромолекулярные компоненты бактерий, вирусов, простейших, грибов и других патогенов, поступающих в организм извне, а также опухолей, формирующихся в организме при злокачественном перерождении нормальных клеток. При пересадке органов и переливании крови важное значение имеют тканевые антигены, в первую очередь продукты главного комплекса гистосовместимости, отражающие внутривидовой полиморфизм и служащие маркерами биологической индивидуальности. Иммунный ответ на эти антигены обусловливает отторжение несовместимых тканей. В норме иммунная система способна отвечать только на чужеродные антигены; ответ на собственные антигены (аутоантигены) является проявлением патологии (аутоиммунные заболевания). Неадекватно сильная иммунная реакция организма на некоторые антигены, обозначаемые как аллергены, лежит в основе особой формы иммунопатологии – аллергии.

Основные характеристики антигенов – иммуногенность и специфичность. Под иммуногенностью понимают способность антигенов вызывать иммунный ответ. Иммуногенность зависит от размера молекулы антигена и особенностей её структуры. Она определяется способностью молекулы антигена вовлекать в иммунный процесс весь необходимый комплекс иммуноцитов – В- и Т-лимфоциты, а также клетки врожденного иммунитета. Условием распознавания антигена клетками врожденного иммунитета (макрофагами, дендритными клетками) является присутствие в их составе патогенассоциированных молекулярных паттернов – структур, распознаваемых патогенраспознающими рецепторами указанных клеток.

Специфичность антигенов, определяет избирательность иммунной реакции организма против данной конкретной молекулы. Она связана с определёнными участками молекулы антигенов – эпитопами, которые распознаются активным центром антигенраспознающих рецепторов, присутствующих на поверхности В- и Т-лимфоцитов. Рецепторы В-клеток, а также их растворимый вариант – антитела – распознают эпитопы в составе нативной молекулы антигена. Рецепторы Т-клеток распознают фрагменты антигена (обычно пептидные), включенные в состав молекул главного комплекса гистосовместимости на поверхности антигенпрезентирующих клеток. Соответственно различают В-клеточные и Т-клеточные эпитопы. В-клеточные эпитопы могут быть секвенциальными (представляют собой непрерывную последовательность мономеров) и конформационными (формируются при фолдинге белковых молекул за счет сближения участков, пространстевенно удаленных в первичной структуре молекулы). Т-клеточные эпитопы бывают только секвенциальными. Обычно молекула антигена содержит несколько различных эпитопов, среди которых существуют иммунодоминантные, вовлекающие в ходе иммунного ответа наибольшее число клонов лимфоцитов. Способность участка молекулы антигена выполнять функцию В-клеточного эпитопа, а также степень его доминантности определяется его гидрофильностью, обусловливающей локализацию эпитопа на поверхности молекулы, наличием остатков заряженных и циклических аминокислот и некоторыми другими свойствами. Способность участка молекулы антигена выполнять функцию Т-клеточного эпитопа определяется возможностью его выщепления при действии внутриклеточных ферментов антигенпрезентирующих клеток, а также наличием аминокислотных остатков, способных к «заякориванию» в антигенсвязывающих полостях молекул главного комплекса гистосовместимости. На основе этих сведений созданы компьютерные программы для предсказания и расчёта локализации В- и Т-клеточных эпитопов, что очень важно для конструирования современных вакцин.