Реакции иммунитета, их значение в диагностике инфекционных заболеваний

Реакции иммунитета - это реакции между антигеном и антителом. Основная их характеристика – специфичность.

Любую реакцию иммунитета можно описать в виде простейшего равенства АНТИГЕН + АНТИТЕЛО = РЕЗУЛЬТАТ.

При этом необходимо отметить, что каким бы ни был результат - положительным или отрицательным, он может быть зарегистрирован визуально или с помощью тех или иных приборных методов, т.е. известен. Исходя из этого, по известному результату и одному из компонентов реакции иммунитета всегда можно определить второй, неизвестный компонент.

Реакции иммунитета, в которых по известному результату и известному антителу определяют природу неизвестного антигена, составляют суть метода иммуноиндикации.

Реакции иммунитета, в которых по известному результату и известному антигену определяют природу неизвестных антител, составляют суть метода серологической диагностики.

Реакции иммунитета характеризуются специфичностью, т.е. способностью антигена (антитела) вступать в реакцию только с соответствующим антителом (антигеном), и чувствительностью, т.е. минимальным количеством антигенов или антител, которое выявляет данная реакция. Некоторые современные методики обладают очень высокой

чувствительностью и позволяют обнаруживать единичные молекулы антигена или антитела.

Исходя из принципа специфичности, результат реакции будет положительным, если антиген и антитело, участвующие в ней, соответствуют друг другу.

Если же антиген и антитело не соответствуют друг другу, то результат будет отрицательным.

Все известные в настоящее время реакции иммунитета, лежащие в основе иммунодиагностики, делят на простые (прямые, двухкомпонентные, осадочные) и сложные (непрямые, многокомпонентные). К первым относят реакции агглютинации и ее модификации (пассивной гемагглютинации, латекс-агглютинации) и преципитации, ко

вторым - РСК, ИФА, РИФ, РИА, реакции потребления (нейтрализации) антигенов, антител и др.

Для иммунодиагностики (серодиагностики и иммуноиндикации) используются следующие реакции иммунитета.

1)Реакция агглютинации - это склеивание и осаждение корпускулярного антигена (целых бактериальных клеток, эритроцитов, лейкоцитов и т.д.) под действием антител в присутствии электролита.

Существуют различные модификации постановки реакции агглютинации:

а) объемная агглютинация в пробирках (классическая);

б) агглютинации на предметном стекле.

Кроме того, известны модификации самой реакции агглютинации, которые имеют более высокую чувствительность и легче регистрируются. Среди них наиболее широко используются реакция непрямой (пассивной) гемагглютинации (РНГА/РПГА), латекс-агглютинации, ко-агглютинации, антиглобулиновый тест (реакция Кумбса).

В РПГА один из компонентов (антиген, или антитело) адсорбирован на эритроцитах, которые при образовании комплекса антиген-антитело склеиваются и выпадают в осадок. В латекс-агглютинации в качестве сорбента используют частицы латекса, а в ко-агглютинации - клетки золотистых стафилококков.

Реакцию агглютинации можно использовать для серодиагностики и иммуноидентификации, а ее модификации (латекс-агглютинация, ко-агглютинация) – для иммуноиндикации.

Реакция агглютинации – единственная из реакций иммунитета, которая применяется для серологической идентификации бактерий. С помощью этой простой, прямой реакции иммунитета изучают антигенные свойства бактерий, что необходимо для установления их таксономического положения. Она применяется как заключительный этап бактериологического исследования и носит название - реакция агглютинации по идентификации. В качестве антигена выступает чистая культура бактерий, а известные антитела содержатся в агглютинирующей сыворотке. Она используется для определения видовой принадлежности бактерий или для определения серогрупп и сероваров.

Антиглобулиновый тест (реакция Кумбса) разработан и используется только для выявления неполных антител. При этой реакции при взаимодействии корпускулярного антигена с неполными антителами видимая агглютинация или гемагглютинация произойдет только после добавления антиглобулиновой сыворотки (сыворотка животного, чаще кролика, содержащая антитела к иммуноглобулинам человека).

2)Реакция преципитации — это осаждение антигена (полисахариды, токсины, ферменты, глобулины) из раствора под действием антител в присутствии электролита.

Существует несколько способов реализации этой реакции - кольцепреципитация, преципитация в геле (агаре) (двойная иммунодиффузия по Оухтерлони), реакция радиальной иммунодиффузии (по Манчини), иммуноэлектрофорез.

По своей сущности реакция преципитации аналогична реакции агглютинации. Основным различием между ними является то, что в реакции агглютинации участвует корпускулярный антиген, а в реакции преципитации - растворимый.

Реакция преципитации чаще всего используется для иммуноиндикации (реакция Асколи) или для определения токсигенности дифтерийных бактерий (модификация реакции Оухтерлони в виде реакции двойной иммунодиффузии в агаре), или при определении содержания в сыворотке крови иммуноглобулинов различных классов (реакция Манчини в виде реакции радиальной иммунодиффузии).

Разновидностью реакции преципитации является реакция флоккуляции – появление опалесценции или хлопьевидной массы при реакции токсин – антитоксин, или анатоксин – антитоксин и применяется для определения активности (титрования) различных токсинов, анатоксинов или антитоксических сывороток.

3)Реакция иммунного лизиса - растворение комплекса клеточного антигена и антител под действием комплемента.

Это реакции бактериолизиса, иммунного гемолиза. Последняя используется как индикаторная в реакции связывания комплемента.

Реакция связывания комплемента (РСК) - сложная, многокомпонентная непрямая реакция иммунитета.

В ее состав входят две системы: исследуемая, состоящая из антигена и антитела (один из них неизвестен), в которую вносится также и комплемент, и индикаторная (гемолитическая), состоящая из эритроцитов барана и гемолитической сыворотки, содержащей антитела к ним, т.е. заведомо подходящую друг другу пару антиген-антитело, которая в случае воздействия комплемента приводит к образованию так называемой «лаковой крови» (гемолизированных эритроцитов).

Если в 1-й исследуемой системе антиген и антитело соответствуют друг другу, то они образуют комплекс, и этот комплекс связывает комплемент. В

этом случае в индикаторной системе изменений не произойдет, и негемолизированные эритроциты просто осядут на дно пробирки.

Если же в 1-й исследуемой системе антиген и антитело не соответствуют друг другу, то комплекс антиген-антитело не образуется, и комплемент остается свободным. В этом случае он связывается комплексом антиген-антитело 2-й, индикаторной системы, и тем самым обуславливает гемолиз эритроцитов.

РСК не имеет ограничений по природе антигенов и широко используется как для серодиагностики бактериальных, вирусных и грибковых инфекций, так и для индикации их антигенов.

4)Реакция токсиннейтрализации (in vivo), используемая в основном для определения типа токсина различных возбудителей, например, ботулизма, и титрования антитоксических сывороток. Смесь токсина и антитоксической сыворотки вводят белым мышам, и если они соответствуют друг другу, т.е. нейтрализуются, то мыши не погибают.

5)Реакции с участием меченых антигенов или антител.

а)Радиоиммунный анализ (РИА) - основан на использовании меченных, например, радиоактивным йодом 125I, 131I или радиоактивным водородом H2, антител. Образующийся комплекс антиген-антитело содержит радиоактивную метку и легко обнаруживается с помощью соответствующих приборов (радиометров). При этом можно измерить не только наличие радиоактивности, но и ее интенсивность.

б)Реакция иммунофлюоресценции - основана на том, что антитела иммунной сыворотки метят флюорохромами.

Образовавшийся комплекс антиген-антитело легко обнаружить по наличию этой светящейся метки при люминесцентной микроскопии. Это так называемая реакция прямой иммунофлюоресценции.

Реакция иммунофлюоресценции может быть поставлена и в непрямом варианте реакции, когда свечение комплексу антиген-антитело придает меченная флюорохромом антиглобулиновая сыворотка, вступающая во взаимодействие с антителами иммунной сыворотки.

в)твердофазный иммуно-ферментный анализ (ИФА). В этой реакции ее компонент метят не радиоактивной или флюоресцирующей меткой, а ферментом (пероксидаза хрена), который при положительном результате реакции включается в комплекс антиген-антитело. При добавлении к такому комплексу соответствующего субстрата происходит реакция фермент-субстрат, что легко регистрируется по изменению окраски.

г)иммуноблоттинг – определение антигенов или антител с помощью известных сывороток или антигенов, при котором искомый компонент выделяется с помощью электрофореза в полиакриламидном геле и переносится на специальную подложку (блот-пятно), а затем выявляется на ней с помощью иммуноферментного анализа.

6)Реакции потребления.

Это сложные многокомпонентные реакции иммунитета. Они могут быть использованы в трех вариантах: реакция потребления антигена (РПАГ),реакция потребления антитела (РПАТ) и реакция потребления комплемента (РПК).

Разберем сущность этих реакций на примере РПАГ.

На первом этапе в реакцию вводят строго определенное количество антигена (известный компонент). К нему добавляют исследуемый материал, в котором ищут антитела. Если они имеются, то, взаимодействуя с антигеном, потребляют его. Если их нет, то антиген не потребляется и его количество не изменяется.

На втором этапе реакции количество антигена титруется соответствующей ему антисывороткой. Снижение (потребление) количества антигена по сравнению с введенным в реакцию свидетельствует о наличии в исследуемом материале антител к этому антигену. Исходя из количества потребленного антигена рассчитывается количество антител в единице объема (массы) исследуемого материала.

При постановке РПАТ решается обратная задача.