抗原抗體及其反應(yīng).ppt

第九章 抗原抗體及其反應(yīng) Antigen and Antibody as well as Their Reaction,抗原抗體及其反應(yīng),抗原 抗體 抗原抗體反應(yīng),第 一 節(jié),抗 原 Antigen,抗 原,抗原(antigen) 是一類(lèi)能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應(yīng)答(immune reponse)產(chǎn)物抗體(Antibody)或致敏淋巴細(xì)胞又能與之發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)。,一、抗原的幾個(gè)概念 1,抗原性： 抗原的這種刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答的能力為抗原的抗原性(antigenicity)或稱(chēng)免疫原性(immunogenicity)。 反應(yīng)原性： 抗原和其免疫應(yīng)答產(chǎn)物發(fā)生特異性反應(yīng)的能力是抗原的反應(yīng)原性(reactionogenicity)。,抗原的幾個(gè)概念 2,完全抗原(complete antigen) 具有免疫原性和反應(yīng)原性的抗原，如大多數(shù)蛋白質(zhì)、細(xì)菌、病毒、細(xì)菌外毒素和一種動(dòng)物血清等。 半抗原(haptem) 很多小分子物質(zhì)不能單獨(dú)刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞，但能與相應(yīng)的抗體或致敏淋巴細(xì)胞發(fā)生特異性反應(yīng)，此類(lèi)物質(zhì)稱(chēng)半抗原。,二、構(gòu)成抗原的條件,1) 大分子膠體：分子量通常在1萬(wàn)D以上。一般來(lái)說(shuō)，分子量越大抗原性越強(qiáng)，通常100 000D的分子是極好的免疫原。除分子量外抗原物質(zhì)還要求有一定的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，且組成必須暴露在大分子的表面，抗原分子還需具有一定的空間構(gòu)型。,構(gòu)成抗原的條件,2) 特異性：由分子表面的特定化學(xué)基因所決定，此基因稱(chēng)抗原決定簇(antigenic determination cluster)（半抗原）。 抗原的結(jié)合價(jià)(antigenic valence) 凡能與抗體分子結(jié)合的抗原決定簇的數(shù)目。,構(gòu)成抗原的條件,3) 異物性 ： 指進(jìn)入機(jī)體的抗原物質(zhì)必須與機(jī)體的組織細(xì)胞與體液的成分有差別，差別越大，免疫原型越強(qiáng)。,抗原的異物性 1,包括： 1、異種間的物質(zhì)： 不同種之間的動(dòng)物體成分有差異，可互為抗原。 2、同種個(gè)體間的不同成分： 同種動(dòng)物的不同個(gè)體之間，相應(yīng)的組織細(xì)胞成分也不同。,抗原的異物性 2,3、自體內(nèi)隔絕成分： 固定在某一部位，與產(chǎn)生抗體的細(xì)胞相隔離的成分。 4、其他自體組織蛋白： 因理化因素的影響發(fā)生變性，成為自身抗原。,微生物的抗原結(jié)構(gòu),細(xì)菌、病毒、立克次氏體等都是很好的抗原，由它們刺激機(jī)體所產(chǎn)生的抗微生物抗體，一般都有保護(hù)機(jī)體不再受該微生物侵害的能力。,微生物抗原,下面以細(xì)菌為例介紹微生物抗原： 1、菌體抗原（somatic antigen) 2、鞭毛抗原(flagella antigen) 3、表面抗原(surface antigen),1、菌體抗原（somatic antigen),一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞含有許多菌體抗原，是一個(gè)由不同蛋白質(zhì)、多糖和脂類(lèi)所組成的復(fù)合抗原。 不同種或不同型的細(xì)菌各有自己特有的菌體抗原，叫特異抗原，所產(chǎn)生的特異抗體只能和該種或該型細(xì)菌發(fā)生反應(yīng)。 丟失鞭毛后的菌體抗原，為O抗原。,2、鞭毛抗原(flagella antigen),有鞭毛的細(xì)菌可形成云霧狀菌落，故鞭毛抗原命名為H抗原。,3、表面抗原(surface antigen),表面抗原包圍在細(xì)菌菌體抗原的外表，它的存在可干擾菌體抗原與相應(yīng)的抗體的結(jié)合。 最先證實(shí)的細(xì)菌表面抗原是肺炎球菌的莢膜抗原，以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)傷寒桿菌的Vi抗原，大腸桿菌的K抗原等。,第 二 節(jié),抗 體 Antibody,抗 體,抗體是抗原刺激機(jī)體的B細(xì)胞（即為經(jīng)法氏囊或類(lèi)囊器官加工處理分化成熟的淋巴細(xì)胞，囊依賴(lài)性淋巴細(xì)胞，由B細(xì)胞轉(zhuǎn)化成漿細(xì)胞所產(chǎn)生的具有特異性的免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig）。,抗 體 特 性,抗體在體外可與相應(yīng)的抗原特異結(jié)合而發(fā)生可見(jiàn)反應(yīng)； 抗體在體內(nèi)如與病原微生物結(jié)合，起抗傳染作用，如作用于自身組織細(xì)胞，使機(jī)體發(fā)生自身免疫性疾病。 抗體存在于血清和其他體液如乳液及某些外分泌液中。,一、抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律,1、初次應(yīng)答 (Primary response) 適量抗原初次進(jìn)入機(jī)體，經(jīng)一定潛伏期后在血清中出現(xiàn)抗體，維持時(shí)間短，類(lèi)別屬于免疫球蛋白M（IgM)，此反應(yīng)稱(chēng)初次應(yīng)答。,抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律 2,2、再次應(yīng)答 (Secondary response) 發(fā)生初次應(yīng)答時(shí)，相同抗原再次進(jìn)入機(jī)體，潛伏期明顯縮短，抗體維持時(shí)間長(zhǎng)，稱(chēng)特異性再次應(yīng)答； 有時(shí)再次進(jìn)入機(jī)體的是與初次接觸抗原不同的另一種抗原，也可引起初次抗原相對(duì)應(yīng)的抗體產(chǎn)生，稱(chēng)非特異性再次應(yīng)答。 再次應(yīng)答的抗體類(lèi)別屬免疫球蛋白G（IgG）,二、抗體的種類(lèi)及結(jié)構(gòu) 1、抗體的種類(lèi),根據(jù)抗體的作用可將抗體分為： 1）抗毒素抗體： 由外毒素（或類(lèi)毒素）刺激機(jī)體產(chǎn)生，由于它與相應(yīng)外毒素結(jié)合后可中和其毒性。 2）抗菌抗體： 機(jī)體針對(duì)細(xì)菌抗原所產(chǎn)生的抗體，當(dāng)與相應(yīng)細(xì)菌相遇時(shí)，彼此發(fā)生結(jié)合，在有電解質(zhì)存在下細(xì)菌發(fā)生凝集。,1、抗體的種類(lèi),3）抗病毒抗體： 針對(duì)病毒抗原的抗體。 4）親細(xì)胞性抗體： 能吸附在肥大細(xì)胞或嗜堿性細(xì)胞上，其類(lèi)別為IgE,1、抗體的種類(lèi),就抗體的理化及免疫學(xué)性狀看，基本有五種, IgG, IgM , IgA , IgD 和 IgE 五種免疫球蛋白單體之間的區(qū)別在于重鏈 C 區(qū)的氨基酸組成和抗原性有所不同。,免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu),五種免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)相似，由四條多肽鏈組成其中兩條相同的長(zhǎng)鏈叫重鏈（H鏈）,兩條相同的短鏈叫做輕鏈（L鏈）。兩條重鏈籍二硫鍵連接起來(lái)，呈Y字形，兩條輕鏈又通過(guò)二硫鍵連接在Y字的兩側(cè)，所以整個(gè)免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu)是對(duì)稱(chēng)的。,免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)圖,免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)1,在多肽鏈的羧基（C）端，輕鏈的1/2與重鏈的3/4，氨基酸排列順序比較穩(wěn)定 ，稱(chēng)為不變區(qū)或穩(wěn)定區(qū)（constant region,C區(qū)）。 在氨基端輕鏈的另1/2與重鏈的1/4，氨基酸的排列順序可因抗體種類(lèi)不同而有所變化，部分叫做可變區(qū)（variable region V區(qū)）,免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)2,抗性種類(lèi)的多樣性與特異性均由可變區(qū)反映出來(lái)?？乖Y(jié)合點(diǎn)即在可變區(qū)。在重鏈的C區(qū)還有一樞紐區(qū)（hinge region)，抗體分子可在此處發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)而使形狀改變。,第 三 節(jié),抗原抗體反應(yīng) Reaction of Antigen and Antibody,抗原抗體反應(yīng),抗原抗體反應(yīng)的一般規(guī)律 主要的抗原抗體反應(yīng) 現(xiàn)代免疫標(biāo)記技術(shù),抗原抗體反應(yīng)的基本概念,抗原與其相應(yīng)抗體相遇，兩者將發(fā)生特異性結(jié)合。在體外，抗原與其相應(yīng)的抗體結(jié)合后，在一定的外界環(huán)境條件下，會(huì)出現(xiàn)凝集、沉淀、補(bǔ)體結(jié)合等反應(yīng)。由于抗體存在與血清等體液中，所以這類(lèi)測(cè)定法稱(chēng)體液免疫測(cè)定法，或稱(chēng)血清學(xué)反應(yīng)檢查法。 由于反應(yīng)的特異性，所以可用已知的抗原測(cè)定未知的抗體，也可用已知抗體鑒定未知抗原。,一、抗原抗體反應(yīng)的 一般規(guī)律 反應(yīng)的組成成分 反應(yīng)的基本特點(diǎn),1、反應(yīng)的組成成分,1）抗原 2）特異抗體 3）環(huán)境因素 基本因素：0.85%NaCl作電解質(zhì) 反應(yīng)溫度37或56 pH 7.0 特殊因素:補(bǔ)體,2、反應(yīng)的基本特點(diǎn),1）抗原與抗體的結(jié)合具有特異性。 2）抗原與抗體是分子表面的結(jié)合。 3）抗原與抗體結(jié)合形成可見(jiàn)反應(yīng),還與抗原、抗體的相對(duì)濃度有關(guān)。 4）抗原抗體分兩個(gè)階段： 結(jié)合階段： 抗原抗體特異結(jié)合； 反應(yīng)階段： 結(jié)合后受環(huán)境因素影 響出現(xiàn)可見(jiàn)反應(yīng)。,二、主要的抗原抗體反應(yīng),主要的抗原抗體反應(yīng),1、凝集反應(yīng)（Agglutination) 2、沉淀反應(yīng)(Precipitation) 3、補(bǔ)體結(jié)合試驗(yàn)(Complement fixation test ,CFT) 4、中和試驗(yàn)(Neutralization test),1、凝集反應(yīng)（Agglutination),顆粒性抗原（完整的細(xì)菌細(xì)胞或紅細(xì)胞等）與其相應(yīng)的抗體在合適條件下反應(yīng)并出現(xiàn)凝集團(tuán)的現(xiàn)象。 用于凝集反應(yīng)中的抗原稱(chēng)凝集原(agglutinogen)。 用于凝集反應(yīng)中的抗體稱(chēng)凝集素（agglutinin)。,2、沉淀反應(yīng)(Precipitation),可溶性抗原（蛋白質(zhì)、多糖或類(lèi)脂溶液、血清、細(xì)菌抽提液、組織浸出液等）與其相應(yīng)的抗體在合適條件下反應(yīng)并出現(xiàn)沉淀物的現(xiàn)象。 用于沉淀反應(yīng)中的抗原稱(chēng)沉淀原(precipitonogen)。 用于沉淀反應(yīng)中的抗體稱(chēng)沉淀素（precipitin) 。,3、補(bǔ)體結(jié)合試驗(yàn)(Complement fixation test ,CFT),有補(bǔ)體參與，并以綿羊紅血細(xì)胞和溶血素（紅細(xì)胞的特異抗體）作指標(biāo)系統(tǒng)的靈敏度很高的抗原抗體反應(yīng)。,4、中和試驗(yàn)(Neutralization test),特異性抗體抑制多種抗原的生物學(xué)活性（細(xì)菌外毒素的毒性、酶的活性、病毒的感染性等）的反應(yīng)。例如在臨床實(shí)驗(yàn)診斷中測(cè)定風(fēng)濕病患者體內(nèi)的抗鏈球菌 O抗體的反應(yīng)。,三、現(xiàn)代免疫標(biāo)記技術(shù),免疫標(biāo)記技術(shù)(Immuno-labelling technique)是指將抗原或抗體用熒光素、酶、放射性同位素和電子致密物質(zhì)等加以標(biāo)記，借以提高其靈敏度的一類(lèi)新技術(shù)。 優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣、反應(yīng)速度快、容易觀察、能定位、定量甚至定位。,1、免疫熒光技術(shù)（Immunofluorescence technique),將結(jié)合有熒光素的熒光抗體進(jìn)行抗原抗體反應(yīng)的技術(shù)。 常用的熒光素有異硫氰酸熒光素（fluorescein isothiocyanate, FITC)和羅丹明（lissamine rhodamine B200,RB200)等。它們可與抗體球蛋白中賴(lài)氨酸的氨基結(jié)合，在藍(lán)紫光激發(fā)下，可分別出現(xiàn)鮮明的黃綠色及玫瑰紅色。,2、酶免疫測(cè)定（Enzyme immunoassay,EIA),用酶標(biāo)記的抗體或抗抗體來(lái)進(jìn)行的抗原抗體反應(yīng)。 用酶代替熒光素作標(biāo)記物以及顯示酶標(biāo)記抗體的方法是用酶的特殊底物來(lái)處理標(biāo)本。由于酶的催化作用可使原來(lái)無(wú)色的底物通過(guò)水解、氧化或還原反應(yīng)而顯示顏色。,免疫酶測(cè)定的優(yōu)點(diǎn),1）反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生顏色，可用顯微鏡觀察結(jié)果。 2）標(biāo)本經(jīng)酶標(biāo)抗體染色后，還可用其他染料復(fù)染，顯示細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)。 3）標(biāo)本可長(zhǎng)久保存，隨時(shí)備查。 4）特異性強(qiáng)。 5）靈敏度高。,標(biāo)記酶應(yīng)具備的特點(diǎn),1）純度高、高溶性、特異性強(qiáng)、穩(wěn)定性高。 2）測(cè)定方法應(yīng)簡(jiǎn)單、敏感、快速。 3）與底物作用后會(huì)呈現(xiàn)顏色。 4）與抗體交聯(lián)后，仍保持酶活性。 最常用的標(biāo)記酶是辣根過(guò)氧化物酶（horeradish peroxidase,HRP),酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)法（Enzyme linked immunosorbent assay, ELISA),常用的方法： 雙抗體夾心法（Double antibody sandwich method) 間接免疫吸附測(cè)定法（Indirect immunosorbent assay）,酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn),圖7.12 兩種酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)示意圖,雙抗體夾心法,是一種測(cè)定待檢標(biāo)本中是否含有抗原的方法。,雙抗體夾心法主要步驟,1）將含已知抗體的抗血清吸附在微量滴定板的小孔內(nèi)，洗滌一次。 2）加入待測(cè)抗原，如兩者是特異的，則發(fā)生結(jié)合，將多余的抗原洗去。 3）加入對(duì)待測(cè)抗原有特異性的酶聯(lián)抗體，使形成“夾心” 4）加入該酶的底物，然后產(chǎn)生可見(jiàn)的有色酶解產(chǎn)物。,間接免疫吸附測(cè)定法,是一種檢測(cè)血清中是否含特定抗體的方法。,間接免疫吸附測(cè)定法主要步驟 1,1）將已知的抗原吸附在微量滴定板的小孔內(nèi)，用緩沖液洗滌3次。 2）加入待檢抗血清，如其中含有特異的抗體，則能與抗原發(fā)生特異結(jié)合，用緩沖液洗滌3次，洗去未結(jié)合的抗體。,間接免疫吸附測(cè)定法主要步驟 2,3）加入酶聯(lián)抗人球蛋白抗體（抗抗體），使其與已吸附的抗體抗原復(fù)合物相結(jié)合，洗滌3次以除去未吸附的酶聯(lián)抗抗體。 4）加入該酶的底物，使底物分解并產(chǎn)生顏色，終止酶反應(yīng)后，根據(jù)所測(cè)得的底物顏色深淺，即可推知樣品含抗體的量。,3、放射免疫測(cè)定法(Radioimmunoassaly,RIA),應(yīng)用同位素標(biāo)記技術(shù)