Сальмонеллы каждого подвида разделяются на серологические варианты, или «биологический паспорт» возбудителя, в котором отражена его антигенная структура, состоящая из трех основных антигенов: О – соматический (термостабильный), Н – жгутиковый (термолабильный) и К – поверхностный (капсульный) [4, 6, 16].
Соматический (О-антиген) (от нем. Ohne Hauch – не образующие налета на агаре), обозначается арабскими цифрами, он расположен на поверхности клетки и состоит из фосфолипидно-полисахаридных комплексов, включающих до 60 % полисахаридов, 20–30 % липидов и 3,5–4,5 % – гексозамина, термостабилен, выдерживает кипячение в течение 2,5 часов и незначительно разрушается автоклавированием при 120°С в течение 30 мин, не разрушается спиртом, денатурируется формалином. Липополисахарид сальмонелл изучен наиболее детально, и его обычно принимают за стандарт, с которым сравнивают ЛПС других бактерий. В липополисахаридном комплексе выделяют три компонента: полисахаридная часть (О-специфические цепи), ядро – образовано цепочками гексоз и липид А, при этом важнейшим антигенным компонентом является полисахаридная часть. Липополисахариды являются носителями О-эндотоксинных свойств, обнаруживая высокую токсичность [3, 14, 15]. Средняя летальная доза его при парентеральном введении мышам, крысам, морским свинкам составляет 0,5–10 мг/кг. Химический анализ показывает, что липополисахариды состоят из фосфорополисахаридного компонента, связанного с фосфоролипоидным компонентом. Полисахаридный компонент содержит определенные углеводы, среди которых превалируют гексозамины и гексозы, часто содержатся метилпентозы (рамноза), иногда дезоксиметилпентозы. Углеводный состав полисахаридов у различных видов сальмонелл различен, обусловливая высокую специфичность получаемых токсических фракций. Последние осаждаются специфической сывороткой в чрезвычайно высоких разведениях (1:1 000 000–1:10 000 000). При этом речь идет не о групповой специфичности, а о специфичности для каждого вида бактерий в соответствии со специфичностью полисахаридной части, так как полисахарид, освобожденный от других веществ, осаждается специфической сывороткой в высоких разведениях [8].
Состав основной полисахаридной последовательности (О-специфические цепи) у Salmonella весьма стабилен, но такие модификаторы, как ацетильные группы, остатки сахаров, образующие ветви, присутствуя не у всех молекул полисахарида, определяют микрогетерогенность ЛПС даже у одной бактериальной клетки. Число олигосахаридных последовательностей в разных молекулах ЛПС может значительно варьировать. Так, у S. typhimurium некоторые цепи состоят из 30–35 повторов, тогда как некоторые молекулы ЛПС совсем лишены О-цепей. О-антигенные цепи выступают над поверхностью внешней мембраны бактериальной клетки, образуя ворсинки до 150 нм длиной.
Основная специфичность О-антигена в серологических реакциях обусловлена присутствием на концах полисахаридных цепочек, формирующих отдельные антигенные факторы, определенных полиозидов (дидезоксигексоз).
Иммунный комплекс О12-антигена обусловлен присутствием двух латеральных цепей, на концах которых находится в одном случае рамноза, в другом – глюкоза.
Синтез ядра ЛПС происходит независимо от синтеза О-специфических цепей. При синтезе ядра мембранным носителем выступает липид А, который затем остается в составе ЛПС. Липид А, входящий в состав полноценных, не мутантных, молекул ЛПС, не обладает антигенностью. Однако, в реакциях с R-мутантами или при использовании очищенных препаратов липида А антитела к нему образуются.
Позднее описан еще один соматический антиген, названный Т-антигеном (от слова transient). Первый Т-антиген (T1) был обнаружен у S. paratyphi B и S. typhimutium, второй Т-антиген (Т2) – у S. bareilly [3].
Таким образом, антигенное разнообразие, обусловленное различиями структуры О-цепей, дает бактериям определенные селективные признаки.
Жгутиковый (Н-антиген) имеет две фазы, при этом первая фаза обозначается строчными буквами латинского алфавита, вторая фаза – арабскими цифрами или латинскими буквами. Например, II – O 1, 6, 14 H, e, n, x, z . Это значит, что штамм с такой антигенной характеристикой относится к виду enterica subsp. Salamae [1]. Н-антиген сальмонелл, белковый по химической структуре, термолабильный (75–100 °С), разрушается фенолом и спиртом, но устойчив по отношению к формалину. Н-антиген определяет, как известно, типовую специфичность многих энтеробактерий, и его используют для идентификации штаммов [3].
Помимо указанных антигенов у сальмонелл известны и другие антигены. К их числу относятся К-антигены (капсульные), объединяющие ряд различных антигенов:
1. Vi-антиген или «антиген вирулентности», названный так A. Felix и R. Pitt (1934), впервые его открывшими у S. typhi [12, 13]. Является соматическим антигеном, расположенным более поверхностно, чем О-антиген (в микрокапсуле), и отличает от него термолабильностью и некоторыми другими свойствами. Vi-антиген имеет белково-полисахаридный химический состав (содержит 60–65 % белка, 25–30 % углеводов). Изолированный Vi-антиген термостабилен, не разрушается даже при многочасовом гидролизе при 100 °С в 1 Моль/л уксусной кислоте. Представляет собой полимер N-ацетилированной аминогексуроновой кислоты, обладает выраженной иммуногенностью и протективными свойствами. Присутствие его на поверхности бактериальных клеток препятствует их агглютинации специфическими О-сыворотками, т.е. делает бактерии «О-инагглютинабельными», в связи с чем находит применение в качестве «диагностикума» в различных иммунологических реакциях. Не служит прямым носителем вирулентности микробов и может быть обнаружен не только у S. typhi, но и у S. paratyphi C и S. dublin, а также у некоторых других бактерий семейства кишечных (Escherihia, Citrobacter) [9, 10, 17, 18, 19, 20, 21].
2. Антигены 5 и 27 (у сальмонелл группы В) также отличают по физико-химическим свойствам от О- и Vi-антигеиов.
3. М-антиген (слизистый антиген), обнаруженный F. Kauffmann у слизистых штаммов S. paratyphi В, S. choleraesuis, S. anatum, S. dublin и др. [Цит. по Е.С. Станиславскому, 1971], по-видимому, идентичный для всех типов сальмонелл. М-антиген – кислый полисахарид, он не растворим в воде, разрушается под воздействием кислоты и этанола и обладает слабыми антигенными свойствами.
По химической природе К-антигены представляют собой фосфолирированные белково-липо-полисахаридные комплексы и отличаются от О-антигенов качественным составом сахаров и структурным построением полисахарида. К-антигены характеризуются анодной электрофоретической подвижностью, обладают выраженными антигенными свойствами [7]. Подобно жгутиковым антигенам, капсульные антигены сальмонелл не токсичны [2, 3, 5].
Из вышесказанного следует, что антигенная структура сальмонелл имеет мозаичное строение и определяется наличием вариаций антигенных детерминант, которые приводят к некоторым закономерным изменениям антигенного состава штаммов [3].
По Кауфману (1959) различаются следующие 4 вида антигенных вариаций:
1. Н–О-вариации, характеризующиеся переходом из жгутиковой НО-формы в безжгутиковую О-форму и сопровождающиеся потерей Н-антигена. Данный переход встречается редко, и он почти всегда необратим.
2. S–R-вариации, сущность которых заключается в переходе от гладкой формы к шероховатой, результатом чего является потеря видоспецифических компонентов О-антигена (и приобретение способности агглютинироваться неспецифическими сыворотками – «серологический космополитизм».
3. Вариации формы:
а) О-вариации, представляющие собой количественные изменения О-антигена;
б) V–W-вариации, касающиеся исключительно Vi-антигена;
в) М–N-вариации, представляющие собой превращение слизистой (М) формы в нормальную (N) форму.
4. Вариации фазы, являющиеся определенными качественными изменениями жгутиковых антигенов.
Некоторые представители сальмонелл (S. gallinarum – pullorum) существуют только в О – форме. У некоторых серотипов сальмонелл (S. choieraesuis, S. typhimurium и др.) наряду с другими бактериями кишечной группы обнаруживается энтеробактериальный «общий антиген» Кунина. Вообще, «общий антиген» привлекает особое внимание исследователей из-за наличия в его составе антигенных детерминант, близких по строению к детерминантам мембран эпителиальных клеток толстой кишки и перекрестно реагирующих с ними в иммунологических реакциях [2, 3].
Рецензенты:
Домацкий В.Н., д.б.н., профессор, зав. кафедрой инфекционных и инвазионных болезней, ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья», г. Тюмень;
Петрова О.Г., д.в.н., профессор кафедры инфекционной и незаразной патологии, ФГБОУ ВПО «Уральский аграрный университет», г. Екатеринбург.
Работа поступила в редакцию 18.11.2014