59. Противовирусный иммунитет: неспецифические факторы защиты, роль фагоцитоза и антител. Интерферон: условия образования, виды, механизмы противовирусного действия; индукторы интерферона, практическое применение
Характер иммунитета при вирусных инфекциях связан с особенностями вирусов как строгих внутриклеточных паразитов.
Неспецифическая противовирусная резистентность обусловлена такими механизмами, как:
1) отсутствие в организме чувствительных клеток к данному вирусу;
2) наличие неспецифических вирусных ингибиторов;
3) повышенная температура тела;
4) интерферон - один из основных противовирусных факторов защиты.
Фагоцитоз в отношении вирусов имеет меньшее значение, чем в отношении бактерий и часто бывает незавершенным.
Специфические противовирусные антитела могут нейтрализовать внеклеточные формы - вирионы, препятствуя их проникновению в клетки организма. Против внутриклеточных форм вирусов антитела неэффективны. Существенную роль играют секреторные SIgA, создающие местный иммунитет в воротах инфекции, например, при гриппе. Сывороточные антитела, циркулирующие в кровяном русле, играют защитную роль при вирусемии.
В противовирусном иммунитете действует особый механизм. Клетки, зараженные вирусом, имеют на своей поверхности антигенные детерминанты. Поэтому они становятся мишенями для цитотоксических лимфоцитов - Т-киллеров. При этом зараженные клетки погибают вместе с вирусом. Например, при вирусном гепатите В происходит гибель гепатоцитов, зараженных вирусом.
Противовирусный природный антибиотик животного происхождения - интерферон. Это низкомолекулярный белок, образуется в клетках организма или в культуре клеток под действием индукторов инерферона и является одним из факторов неспецифнческой противовирусной защиты. Индукторами могут быть не только вирусы, но и бактерии, ЛПС бактерий, некоторые лекарственные средства. В начале изучения интерферона было открыто его противовирусное действие, в дальнейшем было обнаружено несколько типов интерферонов и многообразное их действие: противовирусное, противоопухолевое, иммуномодулирующее, радиопротекторное. Интерферон неспецифичен в отношении вида вируса, но обладает видовой специфичностью. Поэтому для лечения человека эффективен интерферон, выделяемый культурой человеческих клеток. Интерферон не оказывает непосредственного действия на вирус, но подавляет синтез вирусных белков в клетке и таким образом препятствует образованию вирионов. Известно несколько типов интерферона, из которых в качестве противовирусного средства применяется лейкоцитарный а-интерферон.
С помощью методов генетической инженерии получен рекомбинантный интерферон - реаферон.
60. Механизмы соединения антитела с антигеном и реакции иммунитета. Виды антител. Моноклональные антитела: принципиальная схема получения, преимущество и практическое применение
Динамика образования антител . Синтез антител протекает в две фазы. Первая - индуктивная, которая длится 3-5 суток от момента введения антигена до появления антител в крови. Вторая - продуктивная, когда антитела появляются в крови, количество их нарастает к 15-30 суткам и затем снижается. Иммунный ответ после первого введения антигена называют первичным. Особенностью его является то, что первоначально синтезируются IgM, затем IgG.
Вторичный иммунный ответ развивается при повторном введении того же антигена и отличается от первичного следующими особенностями, индуктивная фаза короче (1-2 суток), уровень антител нарастает быстрее, достигает более высоких значений и сохраняется дольше, медленно снижаясь в течение нескольких лет При вторичном иммунном ответе с самого начала образуются IgG. Более быстрая и сильная выработка антител при вторичном иммунном ответе объясняется тем, что после первичного введения в организме остаются "клетки памяти", которые при вторичном введении того же антигена быстро размножаются и интенсивно включают процесс образования антител. В практической медицине учитываются особенности динамики антителообразования:
1) при составлении рациональных графиков вакцинации с определенными интервалами;
2) при экстренной профилактике столбняка людям, получившим травму, если они были ранее привиты столбнячным анатоксином, вводят не антитоксическую сыворотку, которая может дать нежелательные аллергические реакции, а анатоксин, - в расчете на быстрый и сильный иммунный ответ;
3) при серологической диагностике дифференцируют первичное заболевание сыпным тифом от рецидива (болезни Брилля) по наличию в крови больного IgM.
Виды антител. Принято различать полные и неполные антитела. Полные антитела имеют не менее двух активных центров, поэтому при постановке реакции агглютинации, преципитации и других реакций иммунитета они обусловливают видимый эффект. Неполные антитела способны соединяться с антигеном, но видимой реакции агглютинации или преципитации не наблюдается. Причина в том, что неполные антитела имеют только один активный центр, способный соединяться с антигеном (второй блокирован). Неполными являются антитела к резус-антигену эритроцитов. При многих инфекциях они появляются наряду с полными антителами. Для выявления неполных антител используют реакцию Кумбса.
По характеру действия антитела разделяют на антимикробные, антитоксические, вируснейтрализующие, гемолизины, аутоантитела и др. Антимикробные антитела вызывают агглютинацию бактерий или преципитацию антигенов, извлеченных из них, лизис бактерий при участии комплемента, усиление фагоцитоза - опсонизацию; антитоксины нейтрализуют токсины; вируснейтрализующие антитела оказывают противовирусное действие. Аутоантитела вырабатываются организмом против собственных белков и клеток при изменении их химической структуры или при освобождении антигенов из разрушившихся органов и тканей, или при утрате естественной нммунологической толерантности к каким-то собственным антигенам.
Моноклональные антитела. При введении антигена в иммунный ответ вовлекается множество лимфоцитов. Они могут различаться между собой по специфичности, различия эти могут быть совсем незначительными. Однако при иммунизации даже таким антигеном, который содержит одну детерминантную группу, образуются антитела, различающиеся по своей специфичности.
Для получения антител одной специфичности необходимо получить потомство-клон (греч. klon - отпрыск, ветвь) из одного лимфоцита. Но культуру лимфоцитов в искусственной питательной среде получить трудно (вследствие ограниченного числа делений и времени жизни клетки). Только опухолевые клетки могут культивироваться in vitro без ограничения при условии поступления питательных веществ.
Задачу получения культуры клеток, полученных из одного лимфоцита и способных длительно размножаться в питательной среде, решили Г.Келер и К. Мильштейн (1975 г., Нобелевская премия, 1984 г.). Авторы разработали методику получения гибридом (гибридных клеток) от слияния лимфоцитов иммунизированных животных с миеломными (опухолевыми) клетками. Слияние осуществляется с помощью полиэтиленгликоля или электрического разряда. Полученные гибридомы наследуют от лимфоцита способность синтезировать специфическое антитело, а от миеломной клетки способность бесконечно размножаться в питательной среде in vitro. Синтезируемые гибридомами антитела могут быть получены в неограниченном количестве. Антитела идентичны и по специфичности, и по классу иммуноглобулинов. Таким образом, полученный in vitro препарат может служить идеальным по специфичности средством для диагностики и лечения.
61. Основные группы серологических реакций. Характеристика реакций для прямого определения антител и антигенов, реакции пассивной агглютинации, методов с применением меченых антител и антигенов
Реакция непрямой или пассивной гемагглютинации (РНГА или РПГА) более чувствительна и специфична, чем реакция агглютинации. Эту реакцию также используют в двух направлениях.
1) Для обнаружения антител в сыворотке крови больного применяются эритроцитарные диагностикумы, в которых антиген адсорбирован на поверхности обработанных танином эритроцитов. В отношении этой реакции чаще употребляют термин РПГА.
Исследуемую сыворотку разводят в лунках пластмассовых планшетов и добавляют эритроцитарный диагностикум. При положительной реакции появляется тонкая пленка по стенкам лунки в виде "кружевного зонтика», при отрицательной реакции - плотный осадок эритроцитов в виде "пуговки".
2) Для обнаружения токсинов и бактериальных антигенов в исследуемом материале применяют антительные эритроцитарные диагностикумы, полученные путем адсорбции антител на эритроцитах. В отношении этой реакции чаще употребляется термин РНГА. Например, с помощью антительных диагностикумов обнаруживают антиген палочки чумы, дифтерийный экзотоксин, ботулинический экзотоксин.
Реакции с участием меченых антигенов или антител основаны на использовании меченых иммунореагентов. Помечены могут быть антигены, антитела или антиглобулиновая сыворотка. В качестве метки используют флюоресцентные красители (РИФ), ферменты (ИФА), радиоизотопы (РИА), электронноплотные соединения (ИЭМ).
Реакция иммунофлюоресценции (РИФ), реакция Кунса. Это метод экспресс-диагностики. Для постановки РИФ применяются иммунные сыворотки, меченные флюорохромными красителями, например, изоти-оцианатом флюоресцеина. Флюорохромы вступают в химическую связь с сывороточными белками, не нарушая их специфичности.
Прямой метод РИФ. Из исследуемого материала, в котором предполагается наличие антигена (например, холерного вибриона), готовят препарат-мазок и обрабатывают его флюоресцирующей сывороткой, содержащей антитела к данному антигену (в нашем случае - противохолерной сывороткой). При микроскопии в люминесцентном микроскопе наблюдают светящиеся микробы.
Недостатком прямого метода РИФ является необходимость иметь большой набор флюоресцирующих сывороток против каждого антигена.
Непрямой метод РИФ. Препарат-мазок обрабатывают иммунной кроличьей антисывороткой к антигену (противохолерной кроличьей сывороткой), а затем - флюоресцирующей антиглобулиновой сывороткой, содержащей антитела против глобулинов кролика. Затем наблюдают в люминесцентном микроскопе светящиеся микробы. При использовании этого метода можно иметь одну флюоресцирующую сыворотку против глобулинов кролика.
Иммуноферментный анализ (ИФА). Как и другие реакции иммунитета, ИФА используется 1) для определения неизвестного антигена с помощью известных антител или 2) для выявления антител в сыворотке крови больного с помощью известного антигена. Особенность реакции в том, что известный ингредиент реакции соединен с ферментом, и его присутствие определяется с помощью субстрата, который при действии фермента окрашивается.
Наиболее широко применяется твердофазный ИФА.
1) Обнаружение антигена. Первый этап - адсорбция специфических антител на твердой фазе, в качестве которой используют полистироловые или поливинилхлоридные поверхности лунок пластиковых панелей.
Второй этап - добавление исследуемого материала, в котором предполагается наличие антигена. Антиген связывается с антителами. После этого луночки промывают.
Третий этап - добавление специфической сыворотки, содержащей антитела против данного антигена, меченые ферментом. В качестве
фермента используют пероксидазу или щелочную фосфатазу. Меченые антитела присоединяются к антигенам, а их избыток удаляется промыванием. Таким образом, в случае присутствия в исследуемом материале антигена на поверхности твердой фазы образуется комплекс антитело-антнген-антитела, меченные ферментом. Для обнаружения фермента добавляют субстрат. Для пероксидазы субстратом служит ортофенилдиамин в смеси с Н2О2 в буферном растворе. При действии фермента образуются продукты, имеющие коричневую окраску, интенсивность которой позволяет количественно определить результаты опыта фотометрированием.
2) Обнаружение антител. Первый этап - адсорбция специфических антигенов на стенках лунки. Обычно в коммерческих системах антигены уже адсорбированы на поверхности твердой фазы - в лунках или на пластиковых шариках.
Второй этап - добавление исследуемой сыворотки. При наличии антител образуется комплекс антиген-антитела.
Третий этап - после отмывания лунок добавляют антиглобулиновые антитела (антитела против глобулинов человека), меченные ферментом.
Результаты реакции учитывают, как указано выше.
В качестве контролей используют образцы заведомо положительные и заведомо отрицательные. Разрабатываются "безреагентные" системы для ИФА, в которых все компоненты реакции соединены с поверхностью полимера. Для проведения анализа необходимо внести исследуемый материал и наблюдать изменение окраски.
ИФА применяется при многих инфекционных заболеваниях, в частности, при ВИЧ-инфекции, при вирусных гепатитах.