Наиболее полное и точное определение, что такое антиген, дает академик Р. В. Петров: «Антигены — это все те же вещества, которые несут признаки генетически чужеродной информации и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций».
Таким образом, антигены индуцируют образование антител и эффекторов клеточного иммунитета и вступают с ними в реакцию.
Хорошими антигенами являются белки, но антигенность присуща многим сложным полисахаридам, липополисахаридам, полипептидам, а также некоторым искусственным высокомолекулярным соединениям. Простые элементы — железо, медь, хлорид натрия, глюкоза и другие не обладают антигенными свойствами. Специфического отпечатка работы разных генов на этих молекулах нет. Эта специфичность проявляется на более высоком уровне организации биологических макромолекул. Так, аминокислоты, соединенные в полипептидную цепь достаточной величины и сложности, приобретают антигенность.
Существуют еще гаптены, или неполные антигены, — это вещества, которые не вызывают образование антител в организме, но способны вступать в реакцию с имеющимися антителами. Гаптенами могут быть простые химические вещества. Но если соединить гаптен с носителем (белком или другим высокомолекулярным веществом), то он может стимулировать образование антител.
Считают, что большинство естественных антигенов состоит из двух частей: высокомолекулярной (чаще белковой), определяющей функцию антигена, и небелковой, придающей антигену специфичность — фактор специфичности, детерминанты, эпитопы.
Основными характеристиками активности антигенов являются антигенность, специфичность и иммуногенность.
Иммуногенность — способность антигена вызывать иммунный ответ и созданать иммунитет, обеспечивающий защиту организма от проникновения и развита возбудителя, имеющего в составе аналогичные антигены.
В серологических реакциях главную роль играют антигенность и специфичность.
Антигенность — способность антигена вызывать образование антител. Различают сильные и слабые антигены. Существует несколько объяснений антигенной активности, но не одно из них не является исчерпывающим.
Однако установлено, что антигенность определяется:
величиной молекулы антигена (молекулярная масса должна быть не менее 10 000 Д); химической чужеродностью; жесткостью структуры детерминанты антигена; сложностью структуры молекулы антигена.
Специфичность — свойство антигена вступать во взаимодействие только со специфическими (гомологичными) антителами. Эту специфическую связь обеспечивают детерминанты антигена.
Антигенная детерминанта — небольшой участок молекулы антигена, образующий пространственную конфигурацию за счет остатков молекул аминокислот, углеводов или липидов, которая и является фактическим местом присоединения молекулы антител.
Детерминанты часто сравнивают с валентностью. Антигены в основном имеют несколько детерминант, т. е. они многовалентны. Поэтому даже небольшая молекула антигена может присоединить несколько молекул антител.
Соединение антигена с антителами обеспечивается ионными, водородными, ван-дер-вальсовыми и гидрофобными связями.
Поскольку большинство белков являются хорошими антигенами, следовательно, и вирусные белки также обладают антигенными свойствами. Вирусы содержат белки, отличающиеся друг от друга физико-химическими и антигенными свойствами. Так, у вируса гриппа наиболее хорошо изучены три антигена: S-антиген (растворимый), по которому в РСК определяют тип вируса гриппа (А, В, С); суперкапсидная оболочка вируса гриппа (V-антиген) содержит два важных вирусных антигена — гемагглютинин (Н) и нейраминидазу (N), обусловливающие штаммоспецифические особенности вируса в реакции торможения гемагглютинирующей и реакции торможения нейраминидазной активности. В естественных условиях у вируса гриппа периодически антигены Н и N изменяются. Так, среди людей наблюдали циркуляцию вируса гриппа с антигенной структурой H0N1 (1934 г.), H1N1 (1947 г.), H2N2 (1957 г.), H3N2 (1968 г.).
На вирусные антигены в организме вырабатываются антитела.