Антигены и генетика менингококка (N. menengitidis)

а) Антигенное строение. Антигенный состав менингококка мозаичен и изменчив. Как уже указывалось, формирующие капсулу полисахариды имеют различия в химической структуре, что отражается на их антигенной специфичности. На основании различий капсульных антигенов N.meningitidis подразделяется на ряд серологических групп. Наиболее часто от больных выделяются серогруппы А, В и С, причем группа А ассоциируется с эпидемиями и значительными подъемами заболеваемости; серогруппы В и С характерны для небольших вспышек и выделяются при невысоком уровне заболеваемости.

Серогруппы X, У, Z, 29-Е, W-135 и некоторые другие выделяют при спорадической заболеваемости, а также от бактерионосителей, хотя описаны вспышки, вызванные штаммами серогрупп У и W-135. По основным биологическим признакам менингококки различных серогрупп сходны. Как уже указывалось, капсулу экспрессируют не все штаммы: некоторые неспособны к этому генетически, а другие «включают» и «выключают» ее в зависимости от условий. Описаны случаи изменения серогрупповой антигенной специфичности капсульных полисахаридов (переход из одной серогруппы в другую) при циркуляции менингококка среди населения. Капсула быстро утрачивается у свежевыделенных культур при пересевах.

Наиболее многообразен набор антигенов, находящихся под капсулой, в наружной мембране бактериальной стенки. В зависимости от молекулярной массы поверхностные специфические протеины (Р) менингококка делят на 5 классов: P1, Р2, Р3, Р4 и Р5. Типоспецифическими считаются Р2/3 (у одного штамма может быть или Р2 или Р3); на их основании вид N.meningitidis делят на серотипы. Эти протеины играют роль поринов, и их нередко обозначают как PorB. Белки 1 класса Р1 тоже являются поринами (PorA).

Белки Р1, по причине их антигенного разнообразия позволяют подразделить серотипы на субтипы. Сейчас известно не менее 15 типовых и 19 субтиповых белковых антигенов. Своими сочетаниями они формируют многочисленные серотипы и субтипы менингококка внутри серогрупп. Одни и те же типовые и субтиповые белки могут встречаться среди менингококков разных серогрупп, и каждая серогруппа бывает представлена разными типами и субтипами. Поэтому в состав антигенов каждого штамма менингококка входят обозначения по меньшей мере трех специфических антигенов: капсульного группового полисахарида, типового белка Р2 или Р3 и субтипового белка Р1. В результате такого сочетания антигенная формула штамма изображается (как эго принято для кишечных бактерий) тремя сочленами, например, А:4:Р1.10. Это значит, что штамм относится к серогруппе А, серотипу 4 и субтипу P1.10.

Белки наружной мембраны класса 4 близки у менингококка и гонококка и не учитываются в антигенной характеристике штаммов. Их обозначают символом Rmp.

В составе наружной мембраны имеются высоковариабельные белки класса 5 (Р5) — так называемые белки мутности колоний Opa и Орс.

Оказалось, что входящие в состав наружной мембраны менингококка липоолигосахариды (ЛОС), обладающие свойствами эндотоксина, также неоднородны в антигенном отношении, на основании чего менингококки подразделяют на ряд иммунотипов — L1, L2, L3 и т.д. (до 13 типов). Типы ЛОС при возможности тоже вставляют в антигенную формулу штамма.

Пили, окружающие менингококк, состоят из белков и также содержат разнообразные, часто меняющиеся антигены, преимущественно специфичные для каждого штамма.

Теоретически в антигенную формулу каждого штамма можно внести и обозначения белков Р5, и липополисахаридов, и пилей. Но для того, чтобы дать полную антигенную характеристику того или иного штамма менингококка, необходим огромный набор иммунных сывороток и моноклональных антител к каждому из известных антигенов. Кроме того, антигены класса 5 (Ора и Орс) крайне неоднородны и изменчивы. Один штамм может иметь или один из этих антигенов, или экспрессирует сразу 2-3 варианта, или не имеет их совсем. Еще более вариабельны антигены пилей. Поэтому на практике ограничиваются определением серогруппы. Установить серотип и субтип можно при помощи моноклональных антител или генетическими методами.

Серологическое группирование (и, при возможности, типирование и субтипирование) помогают эпидемиологу установить связи между инфицированными лицами и проследить пути распространения инфекции.

Как уже указывалось, среди населения часто циркулируют штаммы, лишенные того или иного антигена. Это прежде всего бескапсульные негруппируемые штаммы, их обычно выделяют от здоровых носителей. Типовые и субтиповые антигены тоже могут отсутствовать. Отсутствие тех или иных антигенов связывают со сниженной вирулентностью штамма.

Антигенный состав менингококка не исчерпывается перечисленными антигенами. Так, описан общий для всех патогенных нейссерий поверхностный белок A (NspA), а также белковый антиген с мол. массой 64 кД. Антигенной специфичностью обладают и железосвязывающие белки, входящие в состав клеточной стенки, в том числе трансферрин-связывающие (Твр) А и В и лактоферрин-связывающие (Lвр) А и В. Перечисленные антигены пока не представляют интереса для серотипирования, но серьезно рассматриваются как кандидаты для включения в будущую менингококковую вакцину нового поколения (т.е. вакцину на основе отдельных антигенных детерминант).

б) Генетические особенности и внутривидовое разнообразие. Антигенная структура менингококка определяется его геномом. Генетический аппарат, кодирующий антигенный состав, у менингококка очень пластичен. Для него характерны процессы рекомбинации — обмен генетическим материалом между особями, как своего вида, так и родственных видов нейссерий, обитающих на слизистой оболочке человека «по соседству» с менингококком. Наблюдаются и «точечные» мутации в генах. Нод влиянием факторов внешней среды происходят фазовые изменения антигенной структуры клеточной стенки, пилей и капсул - их включение и выключение.

Поэтому в популяциях менингококка периодически возникают новые генетические клоны и фенотипы, содержащие разнообразный набор поверхностных антигенов, что позволяет таким штаммам «ускользать» от иммунных факторов — антител, естественно приобретенных населением в результате циркуляции предшествующих антигенных вариантов. Получив временное селективное преимущество, такой новый штамм распространяется среди населения до тех пор, пока оно не выработает к нему защиту, и не появится новая разновидность с другим набором хотя бы части антигенов. Эта антигенная изменчивость наиболее характерна для менингококков серогрупп В и С. Именно среди них выявлены «гиперинвазивные» клоны, определяемые генетическими методами типирования (например, мультилокусным секвенированием — MLST). Но и у серогруппы А известно не менее 10 клональных групп, из которых АШ — наиболее вирулентна и ответственна за последние пандемии менингококковой инфекции.

- Читать далее "Факторы патогенности менингококка (N. menengitidis)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 25.12.2019

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.