醫(yī)學(xué)免疫學(xué)：抗原

1、抗 原,免疫系統(tǒng)的功能,一、免疫的定義 免疫（Immunity） 指生物機(jī)體識(shí)別自身和非自身物質(zhì)，對(duì)自身物質(zhì)形成天然免疫耐受，對(duì)非自身物質(zhì)產(chǎn)生清除作用的一種生理學(xué)反應(yīng). 二、功能 1、免疫防御 2、自身穩(wěn)定 3、免疫監(jiān)視,1、 免疫防御： 為機(jī)體清除異己物質(zhì)的一種免疫保護(hù)功能。 免疫缺陷癥：指機(jī)體免疫系統(tǒng)由于先天性發(fā)育不良或后天遭受損傷所致的免疫功能降低或缺乏的系統(tǒng)綜合癥。,正常：抗感染（消滅病原生物、中和毒素）,異常： （過(guò)高）變態(tài)反應(yīng)(超敏反應(yīng)) （過(guò)低）免疫缺陷癥,2、自身穩(wěn)定 機(jī)體免疫系統(tǒng)維持內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的一種生理 功能。 自身免疫?。鹤陨砜贵w或自身致敏淋巴細(xì)胞攻擊自身正常細(xì)胞和組織

2、，使其產(chǎn)生的病理性改變或功能障礙。,正常：消除體內(nèi)衰老的和被破壞的細(xì)胞,異常：（過(guò)高）自身免疫病,3、免疫監(jiān)視 機(jī)體免疫系統(tǒng)識(shí)別、清除體內(nèi)突變、畸形的細(xì) 胞和病毒感染細(xì)胞的一種生理保護(hù)作用。,正常： 識(shí)別和消除突變細(xì)胞,異常： （過(guò)低）惡性腫瘤、持續(xù)感染,免疫學(xué)的基本內(nèi)容,抗原：免疫反應(yīng)的誘導(dǎo)劑,抗原的概念,抗原是一類(lèi)能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體 和/或致敏淋巴細(xì)胞，并能與相應(yīng)抗體或致 敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)外發(fā)生特異性結(jié)合而出 現(xiàn)反應(yīng)的物質(zhì)。 被免疫系統(tǒng)識(shí)別為非己的物質(zhì),1. 免疫原性: 免疫原性（immunogenecity）是指抗原分子能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答（產(chǎn)生特異性抗體及免疫效應(yīng)細(xì)胞）的性

3、質(zhì)。,Ag,抗體,免疫原性示意圖,抗原的兩種特性,2. 抗原性 抗原性（antigenicity）又稱免疫反應(yīng)性，是指抗原分子與免疫應(yīng)答產(chǎn)物（抗體或免疫效應(yīng)細(xì)胞）發(fā)生特異性結(jié)合的性質(zhì)。,抗原性（免疫反應(yīng)性）示意圖,抗體,抗原的兩種特性,完全抗原: 完全抗原（complete antigen) 具有免疫原性和抗原性的物質(zhì)。 半抗原: 半抗原（hapten，又稱不完全抗原 incomplete antigen ）無(wú)免疫原性，只有抗原性的物質(zhì)。 載體:載體（carrier）賦予半抗原以免疫原性的蛋白質(zhì)。 半抗原 + 蛋白質(zhì)（載體） 完全抗原。,完全抗原與半抗原,半抗原,+,載體,抗體,完全抗原,半抗

4、原載體效應(yīng)示意圖,LOGO,抗原種類(lèi) 免疫原性 反應(yīng)原性 完全抗原 + + 半抗原 - + 半抗原-載體 + +,抗原性能比較,一、異物性 異物性是指組織間差異的程度 異物性越強(qiáng)，抗原性越強(qiáng) 指化學(xué)結(jié)構(gòu)與機(jī)體正常的自身成分不同或機(jī)體免疫細(xì)胞從未接觸過(guò)的物質(zhì)。 1. 異種物質(zhì)：病原微生物、動(dòng)物蛋白 種系關(guān)系相差越遠(yuǎn)，免疫原性越強(qiáng)。 2.同種異體物質(zhì)：人類(lèi)ABO血型抗原，MHC抗原 3.自身物質(zhì)：自身物質(zhì)變性，隱蔽的自身物質(zhì) （如：精子、眼晶體蛋白、腦組織）,決定抗原免疫原性的物質(zhì)基礎(chǔ),LOGO,二、抗原自身的化學(xué)基礎(chǔ) 1、分子大小 一般分子越大，抗原的免疫原性越強(qiáng) 強(qiáng)抗原： MW 10KD； 弱

5、抗原: MW介于5KD-10KD之間 無(wú)抗原性: MW5KD -分子量越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，越不易清除 -分子量越大，表面抗原決定簇越多 。,LOGO,2、化學(xué)性質(zhì) 大分子蛋白質(zhì)一般具有很好的免疫原性，含芳香族氨基酸，酪氨酸，色氨酸，苯丙氨酸 多數(shù)蛋白-20種aa-強(qiáng)抗原 多糖-最多5種單糖-弱抗原 核酸-僅4種核苷酸-弱抗原 3、化學(xué)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)決定了其易接近性,LOGO,三、其他因素： 1、物理性狀： 聚合狀態(tài)單體狀態(tài) 顆粒性抗原可溶性抗原 2、抗原進(jìn)入途徑： 淋巴結(jié)皮內(nèi)、皮下注射肌肉注射腹腔注射口服 3、宿主自身機(jī)體因素： 遺傳因素（主要是MHC分子）、年齡、生理狀態(tài)、個(gè)體差異等。 4、佐劑的

6、使用,表現(xiàn)在免疫原性：指某一抗原分子只能誘導(dǎo)相應(yīng)淋巴細(xì)胞發(fā)生專(zhuān)一應(yīng)答； 表現(xiàn)在反應(yīng)原性：指某一抗原分子只能與相應(yīng)抗體或淋巴細(xì)胞發(fā)生專(zhuān)一結(jié)合 抗原的特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)：抗原決定簇 抗原表位的性質(zhì)、數(shù)目、位置、空間排列和立體構(gòu)象決定著抗原-抗體反應(yīng)的高度特異性。,抗原的特異性,抗原決定簇 （antigenic determinant ）,指位于抗原分子表面、決定抗原特異性的特定化學(xué)基團(tuán)，它是決定抗原抗體反應(yīng)呈現(xiàn)高度特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。 又稱表位（epitope ）。 抗原分子表面能與抗體結(jié)合的決定簇總數(shù)稱為抗原結(jié)合價(jià)。 半抗原 - 一價(jià) 完全抗原（天然抗原）- 多價(jià)抗原,抗原決定簇的分類(lèi),一、線性和構(gòu)

7、象決定簇 1、線性決定簇：序列相連續(xù)的氨基酸肽片段構(gòu)成的決定簇。 2、構(gòu)象決定簇：由空間構(gòu)象形成的決定簇，序列上不連續(xù)。 二、T細(xì)胞和B細(xì)胞決定簇 結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、大小、位置、識(shí)別受體、MHC限制性都不同,半抗原-載體效應(yīng),載體決定簇：即T細(xì)胞決定簇。 半抗原決定簇：即B細(xì)胞決定簇。 半抗原與蛋白質(zhì)載體偶聯(lián)后可誘導(dǎo)出抗半抗原抗體。 載體效應(yīng)：在免疫應(yīng)答中，B細(xì)胞識(shí)別半抗原，并提呈 載體表位給CD4+T細(xì)胞， CD4+T細(xì)胞識(shí)別載體表位后， 即以載體表位將T、B連接起來(lái)，T細(xì)胞才能激活 B細(xì)胞， 這種效應(yīng)稱為載體效應(yīng)。,共同表位與交叉反應(yīng),1.共同表位：共同表位（common epitope）指不同

8、抗原之間含有的相同或相似的抗原表位。 2.交叉反應(yīng)：交叉反應(yīng)（cross-reaction）指抗體或致敏淋巴細(xì)胞對(duì)具有相同或相似表位的不同抗原均具有的反應(yīng)（交叉結(jié)合）。,抗原的分類(lèi),一、根據(jù)抗原性能 1. 完全抗原 2. 半抗原 二、根據(jù)抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答是否需要Th細(xì)胞輔助 1. 胸腺依賴性抗原（thymus-dependent antigen, TD-Ag）如，多數(shù)蛋白質(zhì)抗原。 2. 胸腺非依賴性抗原（thymus-independent antigen, TI- Ag）如，細(xì)菌脂多糖，聚合鞭毛素。,LOGO,TD-Ag,TI-Ag,1.TI抗原可分為兩類(lèi)： TI-1抗原（LPS，聚

9、合鞭毛）：除了與BCR交聯(lián)外，可與絲裂原受體結(jié)合，二者有協(xié)同作用，可以在沒(méi)有 T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞輔助情況下激活B細(xì)胞。 TI-2抗原：（肺炎球菌夾膜多糖）表面有適當(dāng)間隔、高度重復(fù)的B細(xì)胞表位，能夠造成BCR交聯(lián)，使B細(xì)胞活化。,LOGO,BCR識(shí)別并結(jié)合抗原，抗原-抗體復(fù)合物內(nèi)化，抗原肽被MHCII類(lèi)分子提呈給TCR?；罨腡細(xì)胞表達(dá)CD40L與B細(xì)胞表面的CD40結(jié)合，活化B細(xì)胞，并分泌多種細(xì)胞因此，誘導(dǎo)活化B細(xì)胞的分化和抗體的產(chǎn)生。,LOGO,TD-Ag TI-Ag 抗原性質(zhì) 蛋白質(zhì) 多糖、脂多糖 產(chǎn)生抗體 IgM；IgG等 IgM 免疫記憶 可產(chǎn)生 不產(chǎn)生 誘導(dǎo)細(xì)胞免疫 有 無(wú),三、根據(jù)與

10、人體的親緣關(guān)系 1、異種抗原 異種抗原（xenogenic Ag）主要指病原微生物。 例如：病原微生物、植物蛋白、動(dòng)物血清、移植器 官等。 2、同種異型抗原 同種異型抗原（allogenic Ag）主要包括血型抗原、主要組織相容性抗原以及次要組織相容性抗原等。 a、人類(lèi)血型抗原,（1） ABO（H）血型系統(tǒng)：人類(lèi)ABO（H）血型系統(tǒng)可分為A、B、AB和O四種類(lèi)型。,根據(jù)與人體的親緣關(guān)系同種異型抗原,（2）Rh血型系統(tǒng) Rh（Rhesus monkeys），意為恒河猴血型系統(tǒng)，是人類(lèi)的一種血型系統(tǒng)，有陰性與陽(yáng)性之分。,根據(jù)與人體的親緣關(guān)系同種異型抗原,b、主要組織相容性抗原 主要指MHC類(lèi)分子和

11、類(lèi)分子。,MHC類(lèi)分子和類(lèi)分子模式圖,根據(jù)與人體的親緣關(guān)系同種異型抗原,MHCI類(lèi)抗原：廣泛表達(dá)于體內(nèi)各種有核細(xì)胞及血小板、網(wǎng)織紅細(xì)胞表面但成熟紅細(xì)胞、滋養(yǎng)層細(xì)胞核神經(jīng)細(xì)胞不表達(dá)。 MHCII類(lèi)抗原：主要表達(dá)在B細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞等抗原呈遞細(xì)胞，活化的T細(xì)胞表面，內(nèi)皮細(xì)胞核某些組織的上皮細(xì)胞。 I 類(lèi)抗原提呈內(nèi)源性抗原，腫瘤抗原，病毒抗原，由機(jī)體組織細(xì)胞自己產(chǎn)生，來(lái)源于機(jī)體自己合成的蛋白質(zhì)。如果細(xì)胞沒(méi)有核不能進(jìn)行有絲分裂，不可能變成腫瘤細(xì)胞，不用表達(dá)I類(lèi)分子。 而滋養(yǎng)層細(xì)胞，主要存在于胎盤(pán)，介導(dǎo)母胎耐受。 保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)。 II 類(lèi)抗原，提呈外源抗原，表達(dá)于抗原提呈細(xì)胞。,3、自身抗原

12、 隱蔽抗原的釋放，或改變和修飾了自身組織細(xì)胞等。 4、異嗜性抗原 異嗜性抗原（heterophile antigen）是指一類(lèi)與種屬特異性無(wú)關(guān)，存在于人、動(dòng)物、植物及微生物組織之間的共同抗原。因Forssman首先發(fā)現(xiàn)這種抗原，故亦稱為Forssman抗原。,根據(jù)與人體的親緣關(guān)系,LOGO,42,溶血性鏈球菌 腎小球基底膜 溶血性鏈球菌 心肌 大腸桿菌O14型 結(jié)腸粘膜,共同抗原 急性腎小球腎炎,共同抗原 風(fēng)濕病,共同抗原 潰瘍性結(jié)腸炎,5、獨(dú)特型抗原 Ig的V區(qū)、B細(xì)胞抗原識(shí)別受體（BCR）和T細(xì)胞抗原識(shí)別受體（TCR）所具有的獨(dú)特的氨基酸順序和空間構(gòu)象，構(gòu)成不同的表位，這些表位稱為獨(dú)特型（

13、idiotype，Id），Id可誘導(dǎo)自身產(chǎn)生相應(yīng)的抗體稱抗獨(dú)特型抗體。由于Id 由抗體的生物學(xué)作用轉(zhuǎn)變?yōu)榭乖匦?，亦稱獨(dú)特型抗原（idiotypic antigen） 。 作用：調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答,根據(jù)與人體的親緣關(guān)系,四、其他分類(lèi) 1、產(chǎn)生方式不同 a.天然抗原 b.人工合成抗原 2、物理性狀的不同 a.顆粒性抗原 b.可溶性抗原,3、化學(xué)性質(zhì)不同 a.蛋白質(zhì)抗原 b.多糖抗原 c.多肽抗原 4、誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的作用 a.移植抗原 b.腫瘤抗原 c.變應(yīng)原 d.過(guò)敏原及耐受原,其他分類(lèi),1、概念 可激活很高數(shù)量T細(xì)胞的某些細(xì)菌或病毒產(chǎn)物稱作超抗原（superantigen, SAg） 。,超抗原,2

14、、SAg的作用特點(diǎn) 具有強(qiáng)激活T細(xì)胞（CD4+T細(xì)胞）作用，可刺激 T細(xì)胞總數(shù)的520%。 b. 抗原無(wú)需處理，直接與MHC-II類(lèi)分子和TCR-V 結(jié)合。 c. 無(wú)MHC限制性，同MHC-II類(lèi)分子結(jié)合，增加TCR 與SAg的親和力。,在體外實(shí)驗(yàn)中，能與T、B細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，刺激靜止的淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化為淋巴母細(xì)胞，表現(xiàn)出體積增大，胞漿增多，DNA合成增加或有絲分裂變化的物質(zhì)稱有絲分裂原（mitogen） 。,絲裂原,免疫佐劑,1、定義 佐劑（adjuvant ）一類(lèi)非特異性免疫增強(qiáng)劑，先于抗原或與抗原一起注入機(jī)體，可增強(qiáng)機(jī)體對(duì)抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類(lèi)型。 2、應(yīng)用 a.能增強(qiáng)弱免疫原性物質(zhì)的免疫原性，常用于增強(qiáng)一些小分子疫苗的免疫原性。 b.可使劑量不足的免疫原產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答（如免疫制備抗體等）。,3、作用機(jī)制 佐劑增強(qiáng)免疫應(yīng)答的機(jī)制是通過(guò)改變抗原的物理形狀，延長(zhǎng)抗原在機(jī)體內(nèi)保留時(shí)間；刺激單核吞噬細(xì)胞對(duì)抗原的遞呈能力；刺激淋巴細(xì)胞分化，增加擴(kuò)大免疫應(yīng)答能力。,5、佐劑種類(lèi) a. 油性乳劑 弗氏佐劑（Freund adjuvant） b. 無(wú)機(jī)化合物：氫氧化鋁 c. 微生物及其產(chǎn)物：卡介苗、短小棒狀桿菌、脂多糖 d. 脂質(zhì)體 e.免疫刺激復(fù)合物（ISCOM）荷載肽或蛋白質(zhì)抗原的脂類(lèi)