Специфичность антител. Их классификация по методу специфичности. Полные и неполные антитела.

Специфичность антител

Одним из важнейших свойств А. является их специфичность, к-рая выражается в том, что А. активнее и полнее взаимодействует с тем антигеном, к-рым организм был стимулирован. Комплекс антиген — антитело в этом случае обладает наибольшей прочностью. А. способны различать в антигенах незначительные изменения в структуре. При использовании конъюгированных антигенов, состоящих из белка и включенного простого хим. вещества — гаптена, образующиеся А. специфичны к гаптену, белку и комплексу белок — гаптен. Специфичность обусловлена хим. структурой и пространственным рисунком антидетерминант А. (активных центров, реактивных групп), т. е. участков А., к-рыми они соединяются с детерминантами антигена. Число антидетерминант А. часто называют их валентностью. Так, молекула IgM-антитела может иметь до 10 валентностей, молекулы IgG- и IgA-антител двухвалентны.

По данным Караша (F. Karush, 1962), активные центры IgG состоят из 10—20 аминокислотных остатков, что составляет примерно 1 % всех аминокислот молекулы А., а, по представлениям Уинклера (М. Н. Winkler, 1963), активные центры состоят из 3—4 аминокислотных остатков. В их составе найдены тирозин, лизин, триптофан и др. Антидетерминанты расположены, очевидно, в аминоконцевых половинах Fab-фрагментов. В образовании активного центра участвуют вариабельные отрезки легких и тяжелых цепей, причем последним принадлежит основная роль. Возможно, легкая цепь лишь частично участвует в формировании активного центра или стабилизирует структуру тяжелых цепей. Наиболее полноценная антидетерминанта создается лишь комбинацией легких и тяжелых цепей. Чем больше точек совпадения связи между антидетерминантами А. и детерминантами антигена, тем выше специфичность. Разная специфичность зависит от последовательности аминокислотных остатков в активном центре А. Кодирование огромного разнообразия А. по их специфичности неясно. Портер допускает три возможности специфичности.

1. Образование стабильной части молекулы иммуноглобулина контролируется одним геном, а вариабельной части — тысячами генов. Синтезированные пептидные цепи соединяются в молекулу иммуноглобулина под влиянием особого клеточного фактора. Антиген в этом случае выступает в качестве фактора, запускающего синтез антител.

2. Молекула иммуноглобулина кодируется стабильными и изменчивыми генами. В период клеточного деления происходит рекомбинация изменчивых генов, что и обусловливает разнообразие их и вариабельность участков молекул глобулинов.

3. Ген, кодирующий вариабельную часть молекулы иммуноглобулинов, повреждается особым ферментом. Другие ферменты восстанавливают повреждение, но вследствие ошибок допускают различную последовательность нуклеотидов в пределах данного гена. Этим и обусловлена различная последовательность аминокислот в вариабельной части молекулы иммуноглобулина. Имеются и другие гипотезы, напр. Бернета (F. М. Burnet, 1971).

Гетерогенность (неоднородность) А. проявляется по многим признакам. В ответ на введение одного антигена образуются А., различающиеся по сродству к антигену, антигенным детерминантам, мол. весу, электрофоретической подвижности, N-концевым аминокислотам. Групповые А. к различным микробам обусловливают перекрестные реакции к разным видам и типам сальмонелл, шигелл, эшерихий, животных белков, полисахаридов. Продуцируемые А. неоднородны по своей специфичности относительно гомогенного антигена или одной антигенной детерминанты. Гетерогенность А. отмечена не только против белковых и полисахаридных антигенов, но и против комплексных, в т. ч. конъюгированных, антигенов и против гаптенов. Полагают, что гетерогенность А. определяется известной микрогетерогенностью детерминант антигена. Гетерогенность может быть вызвана образованием А. на комплекс антиген — антитело, что наблюдается при многократной иммунизации, различием клеток, образующих А., а также принадлежностью А. к разным классам иммуноглобулинов, которые, как и другие белки, обладают сложной антигенной структурой, контролируемой генетически.

Полные антитела имеют не менее двух активных центров и при соединении с антигенами in vitro обусловливают видимые реакции: агглютинацию, преципитацию, связывание комплемента; нейтрализуют токсины, вирусы, опсонизируют бактерии, обусловливают визуальный феномен иммунного прилипания, иммобилизации, набухания капсул, нагрузки тромбоцитов. Реакции протекают в две фазы: специфическая (взаимодействие антитела с антигеном) и неспецифическая (тот или иной из вышеуказанных феноменов). Общепризнано, что различные серологические реакции обусловливаются одним, а не множеством А. и зависят от методики постановки. Различают тепловые полные А., реагирующие с антигеном при t° 37°, и холодовые (криофильные), проявляющие эффект при t° ниже 37°. Имеются также А., реагирующие с антигеном при низкой температуре, а видимый эффект проявляется при t° 37°; это двухфазные, биотермические А., к к-рым отнесены гемолизины Доната — Ландштейнера. Все известные классы иммуноглобулинов содержат полные А. Активность и специфичность их определяются титром, авидностью (см. Авидитет), числом антидетерминант. IgM-антитела более активны, чем IgG-антитела, в реакциях гемолиза и агглютинации.

Неполные антитела (непреципитирующие, блокирующие, агглютиноиды), как и полные А., способны соединяться с соответствующими антигенами, но реакция при этом не сопровождается видимым in vitro феноменом преципитации, агглютинации и др.

Неполные А. обнаружены у человека в 1944 г. к резус-антигену, их находили при вирусных, риккетсиозных и бактериальных инфекциях по отношению к токсинам при различных патологических состояниях. Существует ряд доказательств двухвалентности неполных А. Бактериальные неполные А. обладают защитными свойствами: антитоксическими, опсонизирующими, бактериологическими; вместе с тем неполные А. обнаружены при ряде аутоиммунных процессов — при заболеваниях крови, особенно гемолитических анемиях.

Неполные гетеро-, изо- и аутоантитела способны вызвать повреждение клеток, а также играть определенную роль в возникновении медикаментозных лейко- и тромбоцитопении

Нормальными (естественными) принято считать А., обычно встречающиеся в сыворотке крови животных и человека при отсутствии явной инфекции или иммунизации. Происхождение антибактериальных нормальных А. может быть связано, в частности, с антигенной стимуляцией нормальной микрофлорой организма. Эти взгляды теоретически и экспериментально обоснованы исследованиями на животных-гнотобионтах и новорожденных в обычных условиях обитания. Вопрос о функциях нормальных А. связан непосредственно со специфичностью их действия. Л. А. Зильбер (1958) полагал, что индивидуальная устойчивость к инфекциям и, кроме того, «иммуногенная готовность организма» определяются их наличием. Показана роль нормальных А. в бактерицидности крови, в опсонизации при фагоцитозе. Работами многих исследователей было показано, что нормальные А. в основном являются макроглобулина-ми — IgM. Некоторые исследователи находили нормальные антитела в IgA- и IgG-классах иммуноглобулинов. В их составе могут быть как неполные, так и полные А.