免疫學(xué)-第2章抗原

1、第二章 抗 原Antigen免疫學(xué)發(fā)展的早期免疫學(xué)發(fā)展的早期除了微生物或毒素等物質(zhì)，其他非自身的物質(zhì)進(jìn)入機(jī)除了微生物或毒素等物質(zhì)，其他非自身的物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后，也能夠誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。體后，也能夠誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。 現(xiàn)代免疫學(xué)認(rèn)為：現(xiàn)代免疫學(xué)認(rèn)為：凡能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞，并能凡能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞，并能與其相應(yīng)抗體或致敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性與其相應(yīng)抗體或致敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性反應(yīng)的物質(zhì)，統(tǒng)稱為抗原。反應(yīng)的物質(zhì)，統(tǒng)稱為抗原。免疫原性示意圖免疫原性示意圖二、抗原的特性二、抗原的特性特異反應(yīng)性特異反應(yīng)性 特異反應(yīng)性特異反應(yīng)性（Spe

2、cific reactivity）又稱抗原性，又稱抗原性，是指抗原分子與免疫應(yīng)答產(chǎn)物（抗體或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)。免疫效應(yīng)細(xì)胞）發(fā)生特異性結(jié)合的性質(zhì)。致敏致敏抗體誘導(dǎo)免疫應(yīng)答免疫原性誘導(dǎo)免疫應(yīng)答免疫原性 (Immunogenicity)特異性結(jié)合反應(yīng)原性特異性結(jié)合反應(yīng)原性 (specific reactivity) Ag的基本特性：的基本特性：抗抗 原原完全抗原完全抗原：具有免疫原性和：具有免疫原性和反應(yīng)原性反應(yīng)原性。半抗原半抗原(hapten)：具有：具有反應(yīng)原性反應(yīng)原性而無免疫性。而無免疫性。這類抗原只具有抗原兩個(gè)特性中的一個(gè)：這類抗原只具有

3、抗原兩個(gè)特性中的一個(gè)：反反應(yīng)原性應(yīng)原性。它雖然不能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性的抗。它雖然不能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性的抗體，但是它與一定的體，但是它與一定的載體載體結(jié)合后，就可以誘導(dǎo)結(jié)合后，就可以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。半抗原半抗原h(huán)apten（不完全抗原）（不完全抗原）天然抗原天然抗原人工抗原人工抗原合成抗原合成抗原根據(jù)抗根據(jù)抗原的來原的來源，分源，分類如下類如下三、普通抗原的類別三、普通抗原的類別1. 天然抗原：指天然的生物、細(xì)胞、及天然的生物天然抗原：指天然的生物、細(xì)胞、及天然的生物產(chǎn)物，主要來自動(dòng)物、植物、微生物。產(chǎn)物，主要來自動(dòng)物、植物、微生物。 （1）細(xì)胞、細(xì)菌和病毒）細(xì)胞、細(xì)菌

4、和病毒 （2）蛋白質(zhì)類抗原：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白）蛋白質(zhì)類抗原：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白 （3）糖類抗原）糖類抗原 （4）脂類抗原）脂類抗原 （5）核酸抗原）核酸抗原2. 人工抗原：人工抗原：經(jīng)過人工化學(xué)改造的天然抗原。經(jīng)過人工化學(xué)改造的天然抗原。 例如用三硝基酚（例如用三硝基酚（TNP）、）、二硝基酚二硝基酚（DNP）、苯砷酸）、苯砷酸等都是常用的半抗原，用于制等都是常用的半抗原，用于制備人工抗原備人工抗原DNP蛋白、碘化蛋白等。蛋白、碘化蛋白等。3. 合成抗原：合成抗原：化學(xué)合成的分子。化學(xué)合成的分子。（見表（見表21） 近近10多年來利用合成的直鏈和支鏈的聚合體多年來利用合成的直鏈和支鏈

5、的聚合體及氨基酸的共聚體，對(duì)于了解免疫原性的分子基及氨基酸的共聚體，對(duì)于了解免疫原性的分子基礎(chǔ)作出了很大的貢獻(xiàn)。礎(chǔ)作出了很大的貢獻(xiàn)。天然抗原可天然抗原可以根據(jù)抗原以根據(jù)抗原與宿主的親與宿主的親緣關(guān)系的遠(yuǎn)緣關(guān)系的遠(yuǎn)近分為：近分為：自身抗原自身抗原(autoantigen)同種型抗原同種型抗原(isoantigen)異種抗原異種抗原(xenoantigen)自身抗原自身抗原(autoantigen)：能引起免疫應(yīng)答的自身：能引起免疫應(yīng)答的自身組織成分稱為自身抗原。組織成分稱為自身抗原。眼球血管角膜蛋白外傷角膜蛋白外流如晶狀體蛋白、腦組織等與淋巴細(xì)胞從未接觸過的機(jī)體成分。如晶狀體蛋白、腦組織等與淋巴

6、細(xì)胞從未接觸過的機(jī)體成分。同種型抗原同種型抗原(isoantigen)：抗原來自同種動(dòng)物不同抗原來自同種動(dòng)物不同個(gè)體，這些個(gè)體在遺傳上是不同的。個(gè)體，這些個(gè)體在遺傳上是不同的。此類物質(zhì)最典型的例子就是人類的此類物質(zhì)最典型的例子就是人類的ABO血型抗原。血型抗原。A型血紅細(xì)胞AB型紅細(xì)胞B型血紅細(xì)胞O型血紅細(xì)胞B B、3333歲時(shí)，發(fā)表了歲時(shí)，發(fā)表了“論正常論正常人血液的凝集現(xiàn)象人血液的凝集現(xiàn)象”；D D、他是、他是19301930年諾貝爾生理學(xué)年諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)獲得者。獎(jiǎng)獲得者。C、他是ABO血型的發(fā)現(xiàn)者； Landsteiner血型鑒定異種抗原異種抗原(xenoantigen(xenoanti

7、gen) )：來自異種動(dòng)植物和微：來自異種動(dòng)植物和微生物的抗原性物質(zhì)。生物的抗原性物質(zhì)。 異嗜性抗原異嗜性抗原： 這類抗原是指不同物種細(xì)胞表面所具有的相這類抗原是指不同物種細(xì)胞表面所具有的相同抗原，由于這類抗原是同抗原，由于這類抗原是ForssmanForssman發(fā)現(xiàn)的，所以發(fā)現(xiàn)的，所以又稱又稱ForssmanForssman抗原。這種類型的抗原在臨床上可抗原。這種類型的抗原在臨床上可能會(huì)引起某些疾病。能會(huì)引起某些疾病。豚鼠臟器制成豚鼠臟器制成細(xì)胞懸液細(xì)胞懸液產(chǎn)生產(chǎn)生抗體抗體綿羊綿羊紅細(xì)胞紅細(xì)胞發(fā)生特異性抗原抗體反應(yīng)豚鼠臟器細(xì)胞表面與綿羊豚鼠臟器細(xì)胞表面與綿羊紅細(xì)胞表面具有相同的抗原分子紅細(xì)

8、胞表面具有相同的抗原分子溶血性鏈球菌機(jī)體產(chǎn)生抗溶血性鏈球菌的抗體溶血性鏈球菌腎小球基底膜細(xì)胞心肌細(xì)胞進(jìn)入人體進(jìn)入人體 在某些病原菌的表面具有同人類細(xì)胞表面相在某些病原菌的表面具有同人類細(xì)胞表面相同的抗原。例如：溶血性鏈球菌的細(xì)胞壁成分同同的抗原。例如：溶血性鏈球菌的細(xì)胞壁成分同人腎小球基底膜細(xì)胞和心肌細(xì)胞具有相同的抗原人腎小球基底膜細(xì)胞和心肌細(xì)胞具有相同的抗原分子。分子。nTD-Ag:nTI-Ag:根據(jù)誘生抗體時(shí)需否根據(jù)誘生抗體時(shí)需否Th細(xì)胞參與而分類：細(xì)胞參與而分類：TI-AgTI-1Ag:如細(xì)菌脂多糖如細(xì)菌脂多糖,含有含有B細(xì)胞細(xì)胞絲裂原絲裂原 和重復(fù)和重復(fù)B細(xì)胞表位；可使不成熟、細(xì)胞表位

9、；可使不成熟、 成熟的成熟的B細(xì)胞應(yīng)答。細(xì)胞應(yīng)答。TI-2Ag:2Ag:如莢膜多糖、聚合鞭毛素，由多如莢膜多糖、聚合鞭毛素，由多 個(gè)重復(fù)個(gè)重復(fù)B B單位組成；僅使成熟的單位組成；僅使成熟的B B細(xì)胞應(yīng)答。細(xì)胞應(yīng)答。 一、抗原的化學(xué)性質(zhì)一、抗原的化學(xué)性質(zhì)1. 分子組成分子組成 構(gòu)成抗原分子的物質(zhì)有蛋白質(zhì)、小分子的多構(gòu)成抗原分子的物質(zhì)有蛋白質(zhì)、小分子的多肽、多糖、核酸等。肽、多糖、核酸等。 其免疫原性大小為：其免疫原性大小為： 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 多糖多糖 核酸核酸2. 分子大小分子大小 具有很好免疫原性的分子的相對(duì)分子量一般具有很好免疫原性的分子的相對(duì)分子量一般大于大于10KD，而相對(duì)分子量小于，而相

10、對(duì)分子量小于4KD的一般不具有的一般不具有抗原性?？乖?。 一般來說一般來說大分子大分子比比小分子小分子物質(zhì)免疫原性強(qiáng)。物質(zhì)免疫原性強(qiáng)。 3. 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)1）分子結(jié)構(gòu)中有）分子結(jié)構(gòu)中有側(cè)鏈側(cè)鏈的物質(zhì)比類似但的物質(zhì)比類似但無側(cè)鏈無側(cè)鏈的物質(zhì)的物質(zhì)具有較強(qiáng)的免疫原性。具有較強(qiáng)的免疫原性。 2）某些）某些特殊氨基酸特殊氨基酸在肽鏈中的位置對(duì)免疫原性有顯在肽鏈中的位置對(duì)免疫原性有顯著作用。著作用。圖圖21 聚（酪、谷）聚聚（酪、谷）聚DL丙丙L賴氨酸的多鏈共聚物賴氨酸的多鏈共聚物 A.免疫原性；免疫原性；B.無免疫原性；無免疫原性； 谷氨酸；谷氨酸； 酪氨酸酪氨酸 聚賴氨酸骨架聚賴氨酸骨架聚丙氨

11、酸聚丙氨酸谷氨酸殘基谷氨酸殘基酪氨酸殘基酪氨酸殘基A B 3）光學(xué)構(gòu)型對(duì)免疫原性的作用：光學(xué)構(gòu)型對(duì)免疫原性的作用： L氨基酸聚合體氨基酸聚合體 D氨基酸聚合體氨基酸聚合體 4）一定的物理性狀）一定的物理性狀 低電荷的低電荷的 多電荷的多電荷的 環(huán)狀的環(huán)狀的 直鏈的直鏈的 聚合的聚合的 單體的單體的 顆粒性的顆粒性的 可溶性的可溶性的5）分子構(gòu)象和易接近性分子構(gòu)象和易接近性： 6）完整性完整性： 二、抗原決定簇（二、抗原決定簇（antigen determinant） 抗原特異性的分子基礎(chǔ)抗原特異性的分子基礎(chǔ)什么是抗原決定簇？什么是抗原決定簇？異物性異物性是作為抗原的首要條件。是作為抗原的首要條

12、件。異物性物質(zhì)異物性物質(zhì)： 凡是化學(xué)結(jié)構(gòu)與宿主成分不同的外來物質(zhì)，或凡是化學(xué)結(jié)構(gòu)與宿主成分不同的外來物質(zhì)，或者在胚胎期機(jī)體的淋巴細(xì)胞從未接觸過的物質(zhì)均成者在胚胎期機(jī)體的淋巴細(xì)胞從未接觸過的物質(zhì)均成為異物性物質(zhì)。為異物性物質(zhì)?？乖c宿主在系統(tǒng)發(fā)育上距離抗原與宿主在系統(tǒng)發(fā)育上距離越遠(yuǎn)越遠(yuǎn)，免疫原性，免疫原性強(qiáng)強(qiáng)；一、抗原的外源性一、抗原的外源性抗原的特異性抗原的特異性半抗原半抗原載體效應(yīng)載體效應(yīng) 在免疫應(yīng)答中，在免疫應(yīng)答中，B B細(xì)胞提呈載體表位給細(xì)胞提呈載體表位給ThTh細(xì)胞，細(xì)胞，ThTh細(xì)胞活化后再輔助激活細(xì)胞活化后再輔助激活B B細(xì)胞，即以載體把特異細(xì)胞，即以載體把特異T-BT-B細(xì)胞連接

13、起來（細(xì)胞連接起來（T-BT-B橋聯(lián)），橋聯(lián)），T T細(xì)胞才能激活細(xì)胞才能激活B B細(xì)胞，細(xì)胞，稱載體效應(yīng)。稱載體效應(yīng)。在免疫應(yīng)答中，在免疫應(yīng)答中，B B細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞識(shí)別半抗原半抗原（B B細(xì)胞表位）細(xì)胞表位） T T細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞識(shí)別載體表位載體表位（T T細(xì)胞表位）細(xì)胞表位） 載體效應(yīng)載體效應(yīng)青霉素孢子侵入同血漿中的蛋白成分結(jié)合成完全抗原使機(jī)體產(chǎn)生抗青霉素的抗血清機(jī)體再次接觸青霉素發(fā)生嚴(yán)重的過敏反應(yīng) 共同抗原（共同抗原（common antigen）：）： 交叉反應(yīng)（交叉反應(yīng)（cross action）：）：一、一、 超抗原超抗原(superantigen, SAg) 指能與多數(shù)指能與多數(shù)T

14、cell結(jié)合，只需極少劑量即可結(jié)合，只需極少劑量即可誘導(dǎo)最大免疫效應(yīng)的抗原。誘導(dǎo)最大免疫效應(yīng)的抗原。1989年年White提出超抗原的概念。他發(fā)現(xiàn)某提出超抗原的概念。他發(fā)現(xiàn)某些細(xì)菌或病毒的產(chǎn)物可以使很高比例的些細(xì)菌或病毒的產(chǎn)物可以使很高比例的T細(xì)胞激細(xì)胞激活，他將這類抗原稱為超抗原。活，他將這類抗原稱為超抗原。一般的抗原只能激活外周血中一般的抗原只能激活外周血中0.00010.001%的的T細(xì)胞，而超抗原可使細(xì)胞，而超抗原可使225%的的T細(xì)胞激活。細(xì)胞激活。普通抗原普通抗原單細(xì)胞克隆應(yīng)答單細(xì)胞克隆應(yīng)答1:104 - 1:105超抗原超抗原多克隆應(yīng)答多克隆應(yīng)答1:4 - 1:10超超 抗抗 原

15、原SAg的作用特點(diǎn)：的作用特點(diǎn)： 1）具有強(qiáng)激活）具有強(qiáng)激活T細(xì)胞（細(xì)胞（CD4+T細(xì)胞）作用細(xì)胞）作用 可刺激可刺激T細(xì)胞總數(shù)的細(xì)胞總數(shù)的520%； 2）不需）不需APC處理處理 直接與直接與MHC-II類分子和類分子和TCR-V 結(jié)合；結(jié)合； 3）不受）不受MHC限制限制 同同MHC-II類分子結(jié)合，增加類分子結(jié)合，增加TCR與與SAg 的親和力；的親和力； 4）可激活）可激活T細(xì)胞，又可致細(xì)胞，又可致T細(xì)胞產(chǎn)生免疫耐受。細(xì)胞產(chǎn)生免疫耐受。SAg的生物學(xué)意義：的生物學(xué)意義：有助于闡明某些免疫現(xiàn)象和疾病過程的機(jī)制與本質(zhì)。有助于闡明某些免疫現(xiàn)象和疾病過程的機(jī)制與本質(zhì)。1、毒性作用：如葡糖球菌腸

16、毒素感染所致的休克、毒性作用：如葡糖球菌腸毒素感染所致的休克2、自身免疫病、自身免疫病3、繼發(fā)性免疫抑制、繼發(fā)性免疫抑制4、免疫穩(wěn)定：、免疫穩(wěn)定：T細(xì)胞的耐受誘導(dǎo)細(xì)胞的耐受誘導(dǎo)絲裂原受體絲裂原受體絲裂原絲裂原三、免疫佐劑三、免疫佐劑 adjuvant佐劑佐劑是一類能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的物質(zhì)。是一類能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的物質(zhì)。先與抗原或與抗原一起注入動(dòng)物體內(nèi)，可非特異先與抗原或與抗原一起注入動(dòng)物體內(nèi)，可非特異性地增強(qiáng)機(jī)體對(duì)該抗原的特異性的免疫應(yīng)答，或性地增強(qiáng)機(jī)體對(duì)該抗原的特異性的免疫應(yīng)答，或改變免疫應(yīng)答類型。改變免疫應(yīng)答類型。使抗原暫存，逐步釋放刺激淋巴細(xì)胞；使抗原暫存，逐步釋放刺激淋巴細(xì)胞；能引起肉芽腫或炎癥細(xì)胞；能引起肉芽腫或炎癥細(xì)胞；參與刺激淋巴細(xì)胞增值與分化。參與刺激淋巴細(xì)胞增值與分化。佐劑有增強(qiáng)免佐劑有增強(qiáng)免疫應(yīng)答的能力，疫應(yīng)答的能力，主要表現(xiàn)在：主要表現(xiàn)在：吸附作用：吸附作用： 吸附抗原，使抗原便于被吞噬細(xì)胞吞噬；吸附抗原，使抗原便于被吞噬細(xì)胞吞噬；改變抗原的理化性質(zhì)：改變抗原的理化性質(zhì)： 起到增強(qiáng)抗原的免疫原性的作用；起到增強(qiáng)抗原的免疫原性的作用；延長抗原在體內(nèi)的滯留時(shí)間：延長抗原在體內(nèi)的滯留時(shí)間： 使抗原形成抗原儲(chǔ)存庫，使抗原緩慢釋放；使抗原形成抗原儲(chǔ)存庫，使抗原緩慢釋放；增強(qiáng)