I. Нетоксичные антигены с протективными свойствами.

А) Полисахаридная капсула Streptococcus pneumoniae обладает выраженными антифагоцитарными свойствами. Существует порядка 100 серологических вариантов пневмококков, причем от величины капсулы зависит вирулентность этого микроорганизма. Например, пневмококки типа 3 образуют самую большую капсулу и являются наиболее вирулентными для макроорганизма человека и животных. Бескапсульные формы пневмококков не обладают способностью вызывать инфекцию. Капсула пневмококков имеет гелеобразную структуру, которая при электронной микроскопии выглядит как плотно переплетенная сеть. Характерной особенностью капсул этих микроорганизмов является то, что, они построены в основном из трех повторяющихся остатков сахаров: Д-глюкозы, Д-галактозы и L-рамнозы. Различные сочетания этих сахарных остатков создают более 100 иммунологически различных типов полисахаридов. Такое разнообразие достигается не только за счет изменения редуцирующих групп и их связей, но и потери какого-либо из сахаров или замещения его на аминосахара, дезоксисахара, многоатомные спирты или даже фосфорную кислоту. В составе капсульного вещества пневмококков обнаружено 2 вида уроновых кислот:

n галактуроновая (типы 1; 38)

n глюкуроновая (типы 2; 3; 5; 8; 9)

В структуре капсул пневмококка типа 3 основной повторяющейся единицей является целлобиуроновая кислота - дисахарид, построенный из Д-глюкуроновой кислоты и Д-глюкозы, которые соединены b -1,4 - гликозидной связью.

Капсульные полисахариды пневмококка являются полноценными антигенами, и антитела против них защищают лабораторных животных от заражения вирулентными штаммами. Протективное свойство антисывороток обусловлено активностью типоспецифических антител, которые реагируют со специфическими полисахаридами, усиливая фагоцитоз гомологичного микроорганизма в организме хозяина.

Б) М - протеин стрептококков группы А (S. pyogenes) и Streptococcus pneumoniae.

S. pyogenes входят в группу b-гемолитических стрептококков серологической группы А (групповое деление стрептококков осуществляется на основании антигенной специфичности субстанции С-полисахарида их клеточной стенки) (S. pyogenes ответственен, в том числе за скарлатину и ее осложнения острый артикулярный ревматизм и острый гломерулонефрит). Функцию защиты от фагоцитоза у стрептококков вида S. pyogenes выполняют две клеточные структуры: капсула из гиалуроновой кислоты и М-протеин. Капсула из гиалуроновой кислоты S. pyogenes препятствует первой стадии фагоцитоза - узнаванию фагоцитом микробной клетки. (Не обладает антигенными свойствами!!!)

У Streptococcus pneumoniae функцию защиты от фагоцитоза выполняют полисахаридная капсула (см. выше) иМ-протеин.

М-протеин как «бахрома» покрывает поверхность клеточной стенки и накапливается в среде обитания стрептококков. Он тесно связан с пептидогликаном клеточной стенки, но эта связь нековалентна. М - протеин может легко отделяться от клетки и переходить в окружающую среду. Путем обработки клеток стрептококков щелочными растворами можно получить М-протеин в форме высокомолекулярного протеина с м.м. 120-180 кД, которые после воздействия кислотой распадаются на более мелкие пептиды. По антигенной специфичности М-протеина различают порядка 80 сероваров стрептококков.

М-протеин маскирует пептидогликановый активатор системы комплемента, без которого не осуществляется вторая стадия фагоцитоза - поглощения распознанной частицы фагоцитом. Предполагается, что он стерически препятствует взаимодействию системы пропердина с пептидогликаном и маскирует рецепторы для С3b фрагмента комплимента. Таким образом, М-протеин препятствует опсонизации стрептококковой клетки и ее поглощению фагоцитом.

При взаимодействии со специфическими антителами М-протеин теряет свои антифагоцитарные свойства. При этом наблюдается опсонизация микробной клетки и последующий фагоцитоз.

М-протеин обладает выраженными антигенными свойствами. На его инъекцию макроорганизм отвечает выработкой опсонизирующих и преципитирующих антител.

В) К-антиген грамотрицательных бактерий (Е. соli К-88) - подобно М- протеину является антифагоцитарным веществом, но полисахаридной структуры.

Г) Yersinia pestis вырабатывает несколько субстанций, подавляющих фагоцитоз F-I («Фракция I») и субстанции V и W.

У всех вирулентных штаммов иерсиний находят плазмиду 45 KDa. Эта плазмида кодирует мембранные протеины. Один из них с м.в. 37 000, является антигенно-близким к антигену V. Еще один протеин с м.м. 140 000 кажется, играет роль в этапе инициальной адгезии к эпителиальным клеткам. Действие факторов V и W связывают с защитной функцией от внутриклеточной бактерицидной активности фагоцитирующих клеток.

С F-I в первую очередь связывают вирулентность возбудителей чумы. Генетический контроль этого антигена хромосомный. Он представляет собой основной компонент поверхностной структуры чумных бактерий и является гликопротеином. Бактерии синтезируют его при 37⁰, но не при 30^о и ниже. Таким образом, бактерии находящиеся в эктопаразитах, а переносчиками иерсиний являются блохи, которые в свою очередь заражаются через грызунов, являющихся основными хозяевами иерсиний (заражение может быть осуществлено не только трансмиссивным путем, но и контактным и алиментарным) являются бескапсульными. В организме чумные бактерии размножаются в макрофагах (моноцитах). Это происходит за счет наличия субстанций V и W. Бактерии, прошедшие селекцию в моноцитах, способны продуцировать в повышенных количествах F-1 антиген, становясь резистентными и к другим фагоцитирующим клеткам (нейтрофилам). Штаммы не способные продуцировать этот, последний, антиген обладают пониженной вирулентностью. Этот же антиген обладает защитными, протективными свойствами. К хромосомным факторам патогенности относят также и эндотоксин (липополисахарид) который вызывает некрозы и геморрагические изменения в тканях, а также стимуляцию фагоцитов к выработке в больших количествах тромбопластина, что приводи к возникновению коагулопатии, наблюдающейся в течение всего периода заболевания.

Кроме вышеназванной у иерсиний было найдено еще несколько плазмид, одна из них 6 KDa кодирует синтез бактериоцина, который называют пестицином и связанного с фибринолитической и коагулазной активностью и плазмида с м.м. 61 KDa, с которой связывают синтез «мышиного токсина». К последнему в большей степени чувствительны белые мыши, но его наличие характеризует вирулентность возбудителя чумы.

Д) Полисахарид слизи Pseudomonas aeruginosa. Слизь окружает клетки псевдомонад толстым неравномерным слоем. Она имеет желеобразную консистенцию, слабо связана с клеткой, легко отделяется от нее и диффундирует во внешнюю среду, хорошо растворяется в воде. Продукция слизи является одним из характерных видовых признаков синегнойной палочки. Однако выраженность мукоидного слоя и химический состав слизи представлены во множестве вариантов, определяемые внутривидовыми различиями штаммов. Активный компонент, выделенный из слизевого материала и ответственный за его токсические и антигенные свойства, представляет собой гликолипопротеид, состоящий из гексоз, гексозаминов, уроновых кислот, липидов и белка. Из биологических свойств этого гликолипопротеина известны его летальная активность, способность вызывать лейкопению у экспериментальных животных и антифагоцитарная активность. Антигенная специфичность и антифагоцитарная активность связаны с полисахаридной частью ГЛП, а токсическая активность с его липидной фракцией. Гликолипопротеид образует неактивные комплексы, присоединяясь к сегментоядерным нейтрофилам периферической крови, которые затем откладываются в печени. Действие гликопротеина, ингибирующее фагоцитоз, может заключатся в том, что полисахаридная часть молекулы, служащая рецептором для макрофагов, легко связывается с их поверхностью. Поскольку слизь хорошо отделяется от клеток, это свойство оказывается решающим: макрофаги осуществляют как бы ложную фиксацию микробной клетки, а на самом деле теряют ее и поэтому не могут фагоцитировать. Отделение слизи происходит чрезвычайно быстро, о чем свидетельствует появление в инфицированном органе менее чем через час после заражения больших количеств циркулирующего в крови гликопротеина.

Слизистое вещество авирулентных штаммов синегнойной палочки состоит главным образом из нуклеиновых кислот ДНК и РНК. Такие штаммы быстро фагоцитируются.

Е) А-протеин стафилококков - обнаружен только у S. aureus. Он находится в наружном слое клеточной стенки и равномерно распределен по поверхности всей клетки, будучи ковалентно связанным с пептидогликановым слоем. В молекуле обнаружено 16 различных аминокислот. Отличительной его особенностью является сродство к Fc фрагментам иммуноглобулинов IgG. Одна молекула протеина -А связывает 2 и более молекул IgG. Предполагается что в составе протеина -А имеется 4 повторяющихся гомологичных участка из 58-62 а.о., связывающихся с Fc- фрагментам.

Взаимодействие протеина -А с Fc- фрагментам IgG, локализованными на поверхности эритроцитов, приводит к агглютинации этих клеток. На этом основан механизм работы эритроцитарных диагностикумов для идентификации S. aureus. (РНГА).

Протеин- А в присутствии свежей сыворотки крови человека обладает способностью повышать хемотаксис нейтрофилов. Комплекс Протеин-A- IgG способен фиксировать комплемент. Протеин- А маскирует антигенные детерминанты на поверхности бактерий. Они остаются нераспознанными.