醫(yī)學免疫學第六版3 抗原

1、抗抗 原原遼遼 寧寧 醫(yī)醫(yī) 學學 院院 免疫學教研室免疫學教研室抗原抗原T 細胞細胞效應(yīng)效應(yīng)T 細胞細胞B B細胞細胞記憶記憶 B B 細胞細胞漿細胞漿細胞抗體抗體識別識別活化活化增殖增殖分化分化分泌分泌APC吞噬吞噬加工加工提呈提呈抗原肽抗原肽記憶記憶T 細胞細胞識別識別活化活化增殖增殖分化分化1內(nèi)內(nèi) 容容u基本概念基本概念u抗原的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)抗原的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)u影響抗原免疫應(yīng)答的因素影響抗原免疫應(yīng)答的因素u抗原類型抗原類型u非特異性免疫刺激劑非特異性免疫刺激劑基本概念基本概念抗原抗原(Antigen(Antigen，Ag)Ag)：所有能激活和誘導免疫應(yīng)答的物質(zhì)。所有能激活和誘導

2、免疫應(yīng)答的物質(zhì)。 能與能與T T細胞或細胞或B B細胞的細胞的TCRTCR或或BCRBCR結(jié)合（與免結(jié)合（與免疫細胞結(jié)合），促使其增值疫細胞結(jié)合），促使其增值、分化，產(chǎn)生分化，產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞；并與之特異性結(jié)合，抗體或致敏淋巴細胞；并與之特異性結(jié)合，進而發(fā)揮免疫效應(yīng)的物質(zhì)。進而發(fā)揮免疫效應(yīng)的物質(zhì)。蛋白質(zhì)，多糖、脂類和核酸等31.1抗原的基本性質(zhì)抗原的基本性質(zhì)抗原具備兩個重要特性：抗原具備兩個重要特性：l免疫原性免疫原性(immunogenicity(immunogenicity) )： 指抗原指抗原刺激刺激機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞的能力。細胞的能力。 l抗原性抗原

3、性(antigenicity(antigenicity)/)/免疫反應(yīng)性免疫反應(yīng)性 指抗原與免疫應(yīng)答產(chǎn)物指抗原與免疫應(yīng)答產(chǎn)物( (抗體或致敏抗體或致敏淋巴細胞淋巴細胞) )發(fā)生發(fā)生特異性結(jié)合特異性結(jié)合的能力。的能力。 免疫原性與免疫反應(yīng)性示意圖免疫原性與免疫反應(yīng)性示意圖免疫原（免疫原（immunogenimmunogen).). 又稱完全抗原又稱完全抗原(complete antigen)(complete antigen) 半抗原（半抗原（haptenhapten).). 又稱不完全抗原又稱不完全抗原(incomplete antigen)(incomplete antigen) 免疫原性免

4、疫原性抗原性抗原性抗原性抗原性1.1抗原的基本性質(zhì)抗原的基本性質(zhì)半抗原半抗原大分子蛋白質(zhì)大分子蛋白質(zhì)/ /非抗非抗原性的多聚賴氨酸原性的多聚賴氨酸載體載體載體載體（carrier）使半抗原變成使半抗原變成完全抗原的物質(zhì)完全抗原的物質(zhì). 完全抗原完全抗原6(青霉素）青霉素）1.1抗原的基本性質(zhì)抗原的基本性質(zhì)I型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng) 特異性特異性是指某一特定抗原刺激可以從免疫系統(tǒng)淋巴是指某一特定抗原刺激可以從免疫系統(tǒng)淋巴細胞庫中選擇出相應(yīng)的細胞庫中選擇出相應(yīng)的T T細胞或細胞或B B細胞克隆，淋巴細細胞克隆，淋巴細胞與相應(yīng)抗原的結(jié)合具有高度的特異性；胞與相應(yīng)抗原的結(jié)合具有高度的特異性； 多樣性是指T

5、細胞庫或B細胞庫呈高度的異質(zhì)性，是許許多多特異性識別抗原細胞克隆的總和，賦予機體具有識別周圍環(huán)境中數(shù)量極大的抗原種類并與之發(fā)生反應(yīng)的能力。1.2適應(yīng)性免疫應(yīng)答的抗原特異性適應(yīng)性免疫應(yīng)答的抗原特異性HBsAg機體免疫系統(tǒng) HBsAg特異性抗體HBsAg特異性抗體僅與HBsAg特異性結(jié)合Hepatitis Virus1.3決定抗原特異性的分子基礎(chǔ)決定抗原特異性的分子基礎(chǔ)特異性特異性 ：即即抗原性抗原性的本質(zhì)的本質(zhì) 抗原決定基抗原決定基(antigenic determinant) 或或抗原表位抗原表位(epitope) ：Ag分子中決定分子中決定Ag特異性的特殊化學基團，特異性的特殊化學基團，是抗

6、原與是抗原與T/B細胞受體細胞受體(TCR/BCR)或抗體特或抗體特異性結(jié)合的最小結(jié)構(gòu)與功能單位。異性結(jié)合的最小結(jié)構(gòu)與功能單位。 515 aa組成，組成， 多糖殘基或核苷酸組成多糖殘基或核苷酸組成 醫(yī)學上重要的抗原醫(yī)學上重要的抗原 Ag2抗原的特異性抗原的特異性Ag1抗原決定基抗原決定基/表位表位 抗原的結(jié)合價抗原的結(jié)合價 抗原的結(jié)合價（antigenic valence ）是指1個抗原分子中能和抗體結(jié)合的抗原表位的總數(shù)。 半抗原為一價，而天然抗原一般是大分子，由多種、多個抗原決定基組成，是多價抗原，可以和多個抗體分子交互結(jié)合。多價抗原多價抗原抗原的特異性抗原的特異性抗原表位（決定基）的類型：

7、抗原表位（決定基）的類型：1. 1.根據(jù)結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)：1)1)構(gòu)象表位構(gòu)象表位 (conformational epitope(conformational epitope) )： 2)2)順序表位順序表位(sequential epitope(sequential epitope) )： 抗原的異物性與特異性抗原的異物性與特異性1，2，4，5- sequential epitope，3- conformational epitope2.2.根根據(jù)據(jù)T T、B B淋巴細胞識別淋巴細胞識別 T T細胞表位：細胞表位： 能與能與T T細胞細胞受體（受體（TCRTCR）結(jié)合）結(jié)合 B B細胞表位：細

8、胞表位： 能與能與B B細胞細胞受體（受體（BCRBCR）結(jié)合）結(jié)合抗原的異物性與特異性抗原的異物性與特異性 在免疫應(yīng)答中，在免疫應(yīng)答中，TCR和和BCR 所識別的抗原所識別的抗原表位不同，分別稱為表位不同，分別稱為T細胞表位和細胞表位和B細胞表位。細胞表位。（1）人胰高血糖素免疫小鼠）人胰高血糖素免疫小鼠1234567891011121314 15161718NH31920212223242526272829COOH（2）產(chǎn)生特異性抗體和效應(yīng)）產(chǎn)生特異性抗體和效應(yīng)T細胞細胞抗體：針對抗體：針對N端端117氨基酸殘基氨基酸殘基T效應(yīng)細胞：針對效應(yīng)細胞：針對C端端1829氨基酸殘基氨基酸殘基沒有

9、發(fā)現(xiàn)一個表位同時被沒有發(fā)現(xiàn)一個表位同時被T細胞和細胞和B細胞識別細胞識別*B細胞表位是天然的，細胞表位是天然的，*位于分子的表面或轉(zhuǎn)折處位于分子的表面或轉(zhuǎn)折處*為為構(gòu)象決定基或順序決定基構(gòu)象決定基或順序決定基*是抗原分子的三級結(jié)構(gòu)是抗原分子的三級結(jié)構(gòu)COOH123 456789101112131415161718NH31920212223242526272829* T細胞表位細胞表位是抗原提呈細是抗原提呈細胞加工提呈的胞加工提呈的抗原肽抗原肽*呈線性排列呈線性排列* * *位于抗原分子的表面位于抗原分子的表面 抗抗原原 抗體表位 抗原中被抗原中被BCR 和抗體分和抗體分子所識別的部位稱為子所識

10、別的部位稱為B細胞細胞表位（表位（B cell epitope）。）。*具有構(gòu)象依賴性具有構(gòu)象依賴性 （抗原表（抗原表位與抗體分子的抗原結(jié)合部位與抗體分子的抗原結(jié)合部位在空間上互補才能保證抗位在空間上互補才能保證抗原與抗體的緊密結(jié)合。）原與抗體的緊密結(jié)合。）（1）B細胞表位細胞表位 (B cell epitope)（2）T細胞表位細胞表位 (T cell epitope) 抗原分子中被抗原分子中被MHC分子遞呈并被分子遞呈并被TCR識別的肽段稱為識別的肽段稱為T細胞表位（細胞表位（T cell epitope ）。）。 TCRMHCHIV peptide T細胞表位細胞表位 B細胞表位細胞表位

11、表位受體表位受體 TCR BCRMHC分子參與分子參與 必需必需 無需無需表位性質(zhì)表位性質(zhì) 主要是線性短肽主要是線性短肽 天然多肽天然多肽 多糖多糖 脂多糖脂多糖 有機化和物質(zhì)有機化和物質(zhì) 表位大小表位大小 8-10 aa (CD8+ cell) 5-15 aa 或或5-7 單糖，核苷酸單糖，核苷酸 13-17 aa (CD4+ cell)表位類型表位類型 線性表位線性表位 構(gòu)象表位；線性表位構(gòu)象表位；線性表位表位位置表位位置 Ag分子任意部位分子任意部位 Ag分子表面分子表面抗原的特異性抗原的特異性T T細胞表位與細胞表位與B B細胞表位的特性比較細胞表位的特性比較1.4半抗原載體效應(yīng)半抗原

12、載體效應(yīng)半抗原載體效應(yīng) BTBBBT抗原的異物性與特異性抗原的異物性與特異性 醫(yī)學上重要的抗原醫(yī)學上重要的抗原 共同抗原表位共同抗原表位 (common epitope)不同抗原之間含有相同或相似的抗原表位 交叉反應(yīng)交叉反應(yīng) (cross-reaction)抗體或致敏淋巴細胞對具有共同抗原表位的不同抗原的反應(yīng) 1.5共同抗原表位和交叉反應(yīng)共同抗原表位和交叉反應(yīng)牛痘疫苗牛痘疫苗VACCINE天花病毒天花病毒Bm細胞細胞19第二節(jié)第二節(jié) 影響抗原免疫應(yīng)答的因素影響抗原免疫應(yīng)答的因素1抗原的異物性抗原的異物性什么是異物什么是異物？非己的物質(zhì)非己的物質(zhì) 1. 結(jié)構(gòu)與宿主不同的結(jié)構(gòu)與宿主不同的異種物質(zhì)異

13、種物質(zhì)細菌細菌 病毒病毒2. 同種異型同種異型（體）物質(zhì)（體）物質(zhì)3. 自身成分發(fā)生改變；免疫隔離部位的自身成分發(fā)生改變；免疫隔離部位的自身物質(zhì)自身物質(zhì)精子，腦組織，眼晶狀體蛋白精子，腦組織，眼晶狀體蛋白器官移植中異物性的體現(xiàn)！器官移植中異物性的體現(xiàn)！為什么是異物？為什么是異物？免疫系統(tǒng)個體發(fā)育免疫系統(tǒng)個體發(fā)育過程過程 ，對對“自己自己”物質(zhì)產(chǎn)生耐受物質(zhì)產(chǎn)生耐受，不，不能識別，而對能識別，而對“非非己己”物質(zhì)能夠識別。物質(zhì)能夠識別。 抗原的異物性抗原的異物性抗原的異物性抗原的異物性 抗原與機體之間種族關(guān)系越遠，組抗原與機體之間種族關(guān)系越遠，組織結(jié)構(gòu)差異越大，免疫原性越強。織結(jié)構(gòu)差異越大，免疫原

14、性越強。如：微生物抗原如：微生物抗原人人 強免疫原強免疫原 鴨血清蛋白鴨血清蛋白雞：弱免疫原雞：弱免疫原 兔：強免疫原兔：強免疫原影響抗原抗體反應(yīng)特異性的因素影響抗原抗體反應(yīng)特異性的因素抗原表位的抗原表位的性質(zhì)性質(zhì) 數(shù)目數(shù)目 位置位置 空間構(gòu)象空間構(gòu)象氨笨磺酸氨笨磺酸氨苯呻酸氨苯呻酸氨苯甲酸氨苯甲酸影響抗原免疫應(yīng)答的因素影響抗原免疫應(yīng)答的因素免疫原性：免疫原性：影響抗原免疫應(yīng)答的因素影響抗原免疫應(yīng)答的因素22第三節(jié)第三節(jié) 抗原種類抗原種類抗原種類抗原種類TD和和TI抗原均是完全抗原抗原均是完全抗原（1）胸腺依賴抗原（）胸腺依賴抗原（thymus dependent antigen, TD-Ag

15、） TD抗原在沒有抗原在沒有Th細胞的輔助下，不能直接刺激細胞的輔助下，不能直接刺激B細胞產(chǎn)細胞產(chǎn)生抗體。蛋白質(zhì)為生抗體。蛋白質(zhì)為TD-Ag。 結(jié)構(gòu)特征：有許多結(jié)構(gòu)特征：有許多不同不同的抗原決定基。的抗原決定基。 TI抗原能直接刺激抗原能直接刺激B細胞產(chǎn)生抗體，而無需細胞產(chǎn)生抗體，而無需Th細胞的細胞的幫助。一般來說，多糖為幫助。一般來說，多糖為TI抗原?？乖?。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征特征 : 相同的抗原決定基重復多次。相同的抗原決定基重復多次。 （2）胸腺非依賴抗原（）胸腺非依賴抗原（thymus independent antigen, TI- Ag）TI TI AgAgTITI1 1TITI2 2

16、細菌脂多糖細菌脂多糖細胞壁多糖、莢膜多糖、細胞壁多糖、莢膜多糖、聚合鞭毛素聚合鞭毛素TITI1 1 使不成熟和成熟的使不成熟和成熟的B B細胞應(yīng)答，有細胞應(yīng)答，有B B細胞絲裂細胞絲裂原原TITI2 2 使成熟的使成熟的B B細胞應(yīng)答，無細胞應(yīng)答，無B B細胞絲裂原細胞絲裂原抗原種類抗原種類 特點特點 TD-Ag TI-Ag 組成組成 ThTh細胞輔助細胞輔助 免疫應(yīng)答免疫應(yīng)答 抗體類型抗體類型 MHCMHC限制性限制性 激活激活B B細胞細胞 免疫記憶免疫記憶 抗原種類抗原種類B和和T細胞表位細胞表位 重復重復B細胞表位細胞表位必需必需 不需要不需要體液和細胞免疫體液和細胞免疫 體液免疫體液

17、免疫各類各類Ig IgM有有 無無B2 B1 有有 無無病原微生物、病原微生物、 LPS、莢膜多糖、莢膜多糖血細胞、血清血細胞、血清p p 聚合鞭毛素聚合鞭毛素抗原種類抗原種類 TI TI 與與 TD TD 抗抗 原原12CD40/CD40LB 細胞細胞B細胞細胞Th細胞細胞TI-1 抗原抗原TD 抗原抗原CD412抗原種類抗原種類根據(jù)抗原與機體的親緣關(guān)系分類根據(jù)抗原與機體的親緣關(guān)系分類 l異種抗原異種抗原(xenogenic antigen)l同種異型抗原同種異型抗原(allogenic antigen) l自身抗原自身抗原(autoantigen)l異嗜性抗原異嗜性抗原(heterophi

18、le antigen) 又稱又稱Forssman抗原抗原l獨特型抗原獨特型抗原（idiotypic antigen)抗原種類抗原種類-異種抗原異種抗原來自與另一物種的抗原物質(zhì)來自與另一物種的抗原物質(zhì) 醫(yī)學上重要的抗原醫(yī)學上重要的抗原ExotoxinHorse seriumAntitoxin(antibody)HypersensitivityToxoid 0.3%0.4%formaldehydeimmunizationneutralizationServing as AbServing as allergenAtopic individuals(Genetically predisposed)

19、抗原種類抗原種類-異種抗原異種抗原外毒外毒素素類毒素類毒素中和中和抗毒素抗毒素同種異型同種異型異種抗原異種抗原人類同種異型：血型（紅細胞）抗原人類同種異型：血型（紅細胞）抗原 主要組織相容性抗原（主要組織相容性抗原（MHC分子分子）HLA血型：血型： ABO系統(tǒng)和系統(tǒng)和Rh系統(tǒng)系統(tǒng)A B O AB抗原抗原抗體抗體A B A,B抗抗B 抗抗A 抗抗A,抗抗B 血型血型抗原種類抗原種類-同種異型抗原同種異型抗原RBC+RBC補體RBCRBCA型B型抗抗A抗體抗體（A抗原）抗原）抗原種類抗原種類補體補體 RhRh血型抗原血型抗原有有RhRh抗原者抗原者-Rh-Rh陽陽性性無無RhRh抗原者抗原者-R

20、h-Rh陰陰性性正常情況下正常情況下-體內(nèi)體內(nèi)不不存在存在RhRh抗原的天然抗原的天然抗體抗體Rh陰性(婦女) 第一次懷孕(Rh陽性胎兒) 再次妊娠時(Rh陽性胎兒) 可導致新生兒溶血RBC自身免疫性自身免疫性溶血性貧血溶血性貧血藥物藥物RBC自身抗體自身抗體 RBC抗原抗體復合物抗原抗體復合物激活補體激活補體紅細胞膜紅細胞膜C9C8C5b6 7抗原種類抗原種類-自身抗原自身抗原自身抗原自身抗原感染感染 外傷外傷 藥物影響下藥物影響下隔離抗原釋放隔離抗原釋放或或修飾了自身組織細胞修飾了自身組織細胞誘發(fā)免疫應(yīng)答誘發(fā)免疫應(yīng)答溶血性鏈球菌細胞壁溶血性鏈球菌細胞壁鏈球菌鏈球菌感染感染腎小球腎炎腎小球腎

21、炎大腸桿菌大腸桿菌O14型型脂多糖脂多糖結(jié)腸粘膜結(jié)腸粘膜潰瘍性結(jié)腸炎潰瘍性結(jié)腸炎心肌組織心肌組織腎小球基底膜腎小球基底膜心肌炎心肌炎抗原種類抗原種類-異嗜性抗原異嗜性抗原一類與種屬無關(guān)，存在于人一類與種屬無關(guān)，存在于人 動物動物 微生物之間的共同抗原微生物之間的共同抗原 TCR BCR或或Ig V區(qū)所具有的獨特氨基酸順序和空區(qū)所具有的獨特氨基酸順序和空間構(gòu)型間構(gòu)型，可誘導自身產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，這些獨，可誘導自身產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，這些獨特特的氨基酸序列所組成的抗原表位的氨基酸序列所組成的抗原表位稱為稱為獨特型獨特型。 誘導的抗體成誘導的抗體成抗獨特型抗體抗獨特型抗體 Ab1Ab2Ab3 調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答

22、調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答抗原種類抗原種類-獨特型抗原獨特型抗原獨特型抗原獨特型抗原（免疫球蛋白抗原）免疫球蛋白抗原）抗體抗體BCRBCRTCRTCR蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)抗原抗原V V區(qū)（可變區(qū)）區(qū)（可變區(qū)）獨特型抗原獨特型抗原根據(jù)抗原提呈細胞（根據(jù)抗原提呈細胞（APC）內(nèi)）內(nèi)Ag的來源不的來源不同分兩類同分兩類 抗原種類抗原種類 內(nèi)源性內(nèi)源性Ag外源性外源性Ag根據(jù)抗原產(chǎn)生的方式不同分類根據(jù)抗原產(chǎn)生的方式不同分類抗原種類抗原種類天然抗原天然抗原人工抗原人工抗原根據(jù)根據(jù)Ag物理性狀的不同分類物理性狀的不同分類顆粒性顆粒性Ag可溶性可溶性Ag 誘導免疫耐受的抗原稱為誘導免疫耐受的抗原稱為耐受原耐受原（toleroge

23、ntolerogen) )誘導機體產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)的抗原稱為誘導機體產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)的抗原稱為變應(yīng)變應(yīng)原原（allergen)allergen)8花粉，某些藥物花粉，某些藥物凝集原凝集原 沉淀原沉淀原 抗原的分類抗原的分類 免疫刺激劑：某些物質(zhì)可以非特異性激活免疫刺激劑：某些物質(zhì)可以非特異性激活T/BT/B細胞應(yīng)答。細胞應(yīng)答。 超抗原、佐劑、絲裂原。超抗原、佐劑、絲裂原。第四節(jié)第四節(jié) 非特異性免疫刺激劑非特異性免疫刺激劑超抗原超抗原( (superantigen, SAg) ) 低濃度情況下，產(chǎn)生極強的免疫應(yīng)答。低濃度情況下，產(chǎn)生極強的免疫應(yīng)答。作用于作用于T細胞（細胞（10-12 mol/L2-20

24、%T細胞克?。┘毎寺。﹍作用特點：作用特點：具有強激活具有強激活T T細胞作用；細胞作用；不需不需APCAPC處理；處理；不受不受MHCMHC限制限制 可誘導可誘導T細胞耐受或免疫抑制細胞耐受或免疫抑制非特異性免疫刺激劑非特異性免疫刺激劑普通抗原普通抗原Monoclonal T cell response1:1046（萬分之一）（萬分之一）超抗原超抗原Polyclonal T cell response1:5（20%）超抗原超抗原超抗原超抗原 TCRV b b抗原肽抗原肽MHC-II T T細胞細胞APC超抗原一端與超抗原一端與MHC-II類類分子分子抗原結(jié)合槽外抗原結(jié)合槽外側(cè)結(jié)合；另一側(cè)結(jié)合；另一端與端與TCRb b鏈外鏈外側(cè)區(qū)結(jié)合。側(cè)區(qū)結(jié)合。超抗原超抗原超抗原 化學性質(zhì)：細菌外毒素和反轉(zhuǎn)錄病毒蛋白化學性質(zhì)：細菌外毒素和反轉(zhuǎn)錄病毒蛋白 SAgSAg分為外源性和內(nèi)源性兩類。分為外源性和內(nèi)源性兩類。 金黃色葡萄球菌腸毒素金黃色葡萄球菌腸毒素A-EA-E 小鼠乳腺腫瘤病毒蛋白。小鼠乳腺腫瘤病毒蛋白。佐劑 adjuvant 預先或同時與抗原注入體內(nèi)，可增強機體對該抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類型的非特異性免疫增強物質(zhì)非特異性免疫刺激劑非特異性免疫刺激劑 1. 1. 生物性佐劑（卡介苗、短小棒狀桿菌、生物性佐劑（卡介苗、短小棒狀桿菌、LPSLP