抗原的概念及特性和實際意義

1、抗原的概念及特性和實際意義學習目標1.掌握抗原的概念及特性；抗原決定簇的概念；構成抗原免疫原性的條件。2.熟悉異嗜性抗原在致病與診斷中的實際意義。3.了解抗原的分類。 Humoral Immune responseYYB cellsYYYYYantibodyCellular Immune response(Effector T cellT cells是能夠刺激機體T、B淋巴細胞產生特異性免疫效應物質（即抗體或致敏淋巴細胞），并且能與應答產生的抗體或致敏淋巴細胞特異性結合的物質，是啟動免疫應答的始發(fā)因素?？乖幕靖拍羁乖璗BT漿細胞效應淋巴細胞抗體自然界中存在大于1017種抗原 我們生活中常見

2、的抗原性物質:抗原的化學本質蛋白質多肽多糖類脂, 脂肪DNA, RNA簡單化合物AgTBT漿細胞Effector T cellantibody抗原的兩大基本特性1、免疫原性（ immunogenicity）：抗原能刺激機體產生抗體或致敏淋巴細胞的能力。AgTBT漿細胞 2、反應原性（reactionogenicity）： 抗原能與其誘生的抗體或致敏淋巴細胞特異性反應的能力。bind and reactbind and reactEffector T cellantibody所有抗原都具有Immunogenicity and reactionogenicity ？請看這個實驗：（三）半抗原半抗原

3、 (hapten)： 指僅具備免疫反應性而不具有免疫原性的物質。 若將半抗原與另一種蛋白質分子（載體, carrier）偶聯(lián)起來，則具有了刺激機體產生抗半抗原抗體的能力。載體(carrier)：賦予半抗原免疫原性的大分子物質完全抗原(complete antigen)：同時具有免疫原性和反應原性的物質。haptencarriercomplete antigen一、異物性 重要性質化學結構與宿主自身成分不同或在胚胎期機體的免疫活性細胞從未接觸過的物質。親緣關系越遠，抗原性越強。第一節(jié) 影響抗原免疫原性的因素2、同種異體物質如ABO血型物質，MHC3、改變或隱蔽的自身物質如眼晶狀體蛋白，精子，腦組

4、織具有異物性的物質分為：1、異種物質1. 分子大?。?0 kDa分子量大免疫原性強（一）抗原的理化性質小分子物質 大分子物質二、理化特性2. 化學組成：天然抗原多為大分子有機物；特殊化學基團如芳香族氨基酸，芳香族氨基酸越多，免疫原性越強；多糖殘基的細微差別可導致抗原特異性的不同。苯丙氨酸色氨酸酪氨酸簡單重復的有機大分子如明膠（分子量為100-150kDa），無免疫原性胰島素（分子量為，但其富含芳香族氨基酸，因而免疫原性強明膠分子示意圖胰島素結構圖3. 物理性狀：直鏈分子新型疫苗研制多分支肽疫苗示意圖“模擬病毒”顆粒疫苗示意圖顆?？乖扇苄钥乖嗑垠w單體分支結構直鏈分子4. 分子構象的易接近性：

5、分子構象：是指抗原分子中一些特殊化學基團的立體構象。易接近性：是指抗原表面這些特殊的化學基團與淋巴細胞表面相應受體相互接觸的難易程度。易接近性常與這些化學基團在抗原分子中分布的部位有關。抗原分子結構的易接近性抗原與機體的相互作用三、抗原進入機體的方式四、宿主因素抗原劑量應答無抗體產生無抗體產生低劑量抗原誘導低帶耐受(low-zone tolerance)高劑量抗原誘導高帶耐受(high-zone tolerance)三. 抗原進入機體的方式抗原免疫途徑 皮內注射皮下注射肌肉注射腹腔注射 靜脈注射口服我們每天吃的食物是否引起免疫應答？怎樣進行有效的疫苗接種？免疫程序 合理的免疫程序，比如免疫間隔

6、時間、免疫次數佐劑的應用常常利用免疫佐劑來提高抗原的免疫原性四、宿主因素異物性： 親緣關系越遠異物性越強宿主遺傳性 遺傳因素 同種動物不同品系及不同個體對同種抗原產生不同強度的免疫應答。 年齡、性別與健康狀態(tài) 青壯年幼年/老年 雌性雄性，但懷孕動物例外 感染或免疫抑制特異性：反應原性的特異性：免疫原性的特異性：指抗原與其受體（TCR和BCR）或免疫應答產物抗體專一結合的性質。第二節(jié) 抗原的特異性與交叉反應流感病毒流感病毒抗體乙肝病毒抗體乙肝病毒免疫原性的特異性：指某一特定抗原只能激發(fā)機體產生針對該抗原的特異性抗體和/或致敏淋巴細胞反應原性的特異性：指某一特定抗原只能與其特異性抗體和/或致敏淋巴

7、細胞結合而出現反應決定抗原特異性的基礎是什么呢？流感病毒流感病毒抗體乙肝病毒抗體乙肝病毒一、抗原決定簇抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基因，是被免疫細胞識別的靶結構，又稱抗原表位。概念 Ag2 Ag1抗原決定基/表位抗原決定簇的性質、數目、位置、空間結構決定著抗原的特異性。1. 根據結構分類（1）線性表位 (sequential determinant/linear epitope)： 序列相連續(xù)的氨基酸肽片段構成的表位，可以位于抗原分子的任何部位?；蚍Q順序表位（2）構象表位 (conformational determinant/non-linear epitope)： 由空間構象形成的表

8、位，序列上不連續(xù)。一般位于抗原分子的表面?；蚍Q非線性表位（二）抗原表位分類線性表位 vs 構象性表位功能性表位（免疫優(yōu)勢基團）： 位于抗原分子表面，易被相應B細胞所識別，可啟動免疫應答。隱蔽性表位： 位于抗原分子內部，不易被相應淋巴細胞所識別，不易啟動免疫應答。若因各種理化因素使其暴露出來，則可啟動免疫應答的發(fā)生。2.功能性表位與隱蔽性表位 3. 按識別表位的淋巴細胞分類（1）T細胞表位： 僅被T細胞表面的TCR識別（2）B細胞表位: 僅被B細胞表面的BCR識別 抗原的結合價（antigenic valence）是指能和抗體分子結合的功能性表位的總數。僅含一個表位的抗原為一價抗原，半抗原為單價

9、天然抗原一般是大分子，由多種、多個抗原表位組成，是多價抗原，可以和多個抗體分子交互結合。二、 抗原的結合價 共同抗原表位：不同抗原相互間存在的部分相同的抗原決定簇三、共同抗原和交叉反應抗原甲抗原乙交叉反應：抗體與具有相同或相似決定簇的不同抗原之間出現的反應?？乖卓乖卓乖铱乖铱贵w1刺激機體產生抗體異嗜性抗原（heterophilic antigen,Fossman antigen） 是一類與種屬特異性無關的，存在于人、動物、植物或微生物之間的共同抗原。豚鼠綿羊共同抗原（Fossman抗原）Ag2Ag1人腎小球基膜A組B型溶血性鏈球菌細胞壁M蛋白Ab交叉反應刺激機體共同表位溶血性鏈球菌感染

10、與急性腎小球腎炎實際意義 溶血性鏈球菌 腎小球基底膜 立克次體 變形桿菌 大腸桿菌O14型 結腸粘膜牛痘病毒人天花病毒共同抗原 急性腎小球腎炎共同抗原 輔助診斷斑疹傷寒共同抗原 潰瘍性結腸炎 共同抗原 牛痘苗預防天花 三、抗原的種類抗原人工抗原人工結合抗原(偶氮蛋白、硝基苯蛋白等）人工合成抗原(合成多肽、共聚多肽、同聚多肽等)基因工程抗原(基因工程疫苗等）天然抗原自己非己正常自身組織成分及體液成分隱蔽的自身組織成分修飾的自身組織成分異種抗原(微生物、異種動植物蛋白質分子)異型抗原(血型抗原、移植抗原、Ig、異型因子)異嗜性抗原T細胞依賴胸腺依賴抗原TD胸腺非依賴抗原TI來源內源性抗原外源性抗原

11、性質完全抗原不完全抗原復合半抗原簡單半抗原1. 胸腺依賴抗原（thymus dependent antigen, TD -Ag）： 此類抗原刺激B細胞產生抗體的過程中必需依賴T細胞輔助絕大多數蛋白質抗原屬于此類抗原，由T細胞表位和B細胞表位組成。2. 胸腺非依賴抗原（thymus independent antigen, TI -Ag） 此類抗原刺激B細胞產生抗體不依賴T細胞，如少數多糖抗原，由多個重復的B細胞表位組成。（一）根據抗原誘生抗體是否需T細胞輔助：TD抗原TI抗原多個重復的B細胞表位B細胞對TD抗原的識別機制1. 異種抗原（xenogenic Ag）: 病原微生物微生物的代謝產物動

12、物免疫血清及異種器官移植物（二）根據與機體的親緣關系流感病毒真菌傷寒桿菌鏈球菌痢疾桿菌瘧原蟲 外毒素和類毒素外毒素機體抗毒素類毒素機體抗毒素中和外毒素脫毒具有兩重性：（1）抗體作用 如：抗毒素血清（馬血清） 破傷風 抗毒素血清、白喉抗毒素血清等。（2）異種抗原作用： 異種動物的血清蛋白對人具有免疫原 性，可導致血清過敏性休克。 異種動物血清由于遺傳基因的差異，同種不同個體間相同組織器官或細胞表面的不同抗原成分。紅細胞血型抗原ABO血型抗原：Rh血型抗原：抗原人類白細胞抗原（組織相容性抗原）二、同種異型抗原： 同種異型異種 1.ABO血型系統(tǒng)： A、B、AB、O四型 血型 抗原（RBC） 抗體（

13、血清） A型 A抗原 B抗體 B型 B抗原 A抗體 AB型 AB抗原 無A、B抗體 O型 無A、B抗原 A、B抗體 不同血型的人相互之間輸血可引起嚴重的輸血反應血型系統(tǒng)： 共同抗原，稱Rh抗原。我國人群中為h陽性。實際意義 新生兒溶血癥孕婦(Rh-) 胎兒(Rh+) 抗Rh抗體 + 新生兒RBC (Rh+) 溶血反應 人RBC恒河猴RBC（三）自身抗原隱蔽的自身抗原：如精子、眼晶體蛋白、腦 組織等修飾的自身抗原：如變異的IgG指細胞在癌變過程中出現的新抗原及過度表達的抗原物質的總稱。（四）腫瘤抗原： 1、腫瘤特異性抗原2、腫瘤相關抗原非腫瘤細胞所特有正常細胞和其他組織上也存在含量在細胞癌變時明

14、顯增高只表現量的改變，無嚴格腫瘤特異性 典型代表：胚胎性抗原如AFP（甲胎蛋白） CEA（癌胚抗原）腫瘤相關抗原輔助診斷原發(fā)性肝癌內源性抗原 -在機體細胞內合成的抗原。外源性抗原 -來源于細胞外的抗原，機體內抗原提呈細胞可將其攝入，加工處理后，遞呈給T細胞。（五）按抗原的合成部位分類內源性抗原和外源性抗原的產生1. 概念 一類可直接結合T細胞抗原受體（TCR），只需極低濃度即可激活5%20%T細胞克隆，并誘導強烈免疫應答的物質。（一）超抗原(superantigen, sAg)第四節(jié) 絲裂原、超抗原及佐劑超抗原一般抗原單克隆/寡克隆T 細胞應答1:104 - 1:105超抗原多克隆T 細胞應答

15、1:4 - 1:102. 作用特點無需抗原加工與提呈，無MHC限制性分別與TCR V和APC表面MHC 分子非多態(tài)區(qū)外側結合，形成TCR V -超抗原- MHC 分子復合物sAg所誘導的T細胞應答，其效應并非針對超抗原本身，而是通過分泌大量細胞因子參與某些病理生理過程。外源性超抗原：主要為細菌的代謝產物。 如金黃色葡萄球菌腸毒素（SE）；毒素休克綜合癥毒素1（TSST1）；A族鏈球菌M蛋白、致熱外毒素等。內源性超抗原：主要為逆轉錄病毒產物。 如病毒DNA與宿主DNA整合，表達的病毒蛋白質產物。3. sAg的種類（二） 佐 劑 (adjuvant) 1. 概念： 是一種非特異性免疫增強劑，預先或

16、同抗原一齊注射到機體，能增強對該抗原的免疫應答或改變免疫應答的類型。 2. 佐劑的種類微生物及其產物：如分枝桿菌（結核桿菌、卡介苗）無機化合物：氫氧化鋁、明礬合成佐劑：如雙鏈多聚肌胞苷酸（polyI:C)油劑：如弗氏佐劑、礦物油、植物油動物試驗最常用的佐劑：弗式不完全佐劑（incomplete Freunds adjuvat ，FIA) 液體石蠟(或植物油)+羊毛脂(或Tweeen-80);弗式完全佐劑（complete Freunds adjuvat ，FCA) 液體石蠟(或植物油)+羊毛脂(或Tweeen-80)+死結核桿菌(或BCG)3. 佐劑的效應增加抗原的免疫原性，使無或微弱免疫原物

17、質變成有效的免疫原。提高抗體的滴度，提高初次免疫應答和再次免疫應答抗體的滴度。改變抗體的類型，由產生IgM轉變成IgG。引起或增強遲發(fā)型超敏反應。改變抗原的物理性狀使抗原易被吞噬細胞吞噬促進淋巴細胞增殖、分化，從而增強機體的免疫應答4. 佐劑的作用機制小結：抗原的概念、基本特性決定抗原的免疫原性的條件抗原的特異性和交叉反應抗原的分類1.抗原具備的兩種特性是（）A.抗原性和異物性 B.免疫原性和抗原性 C 異物性和特異性 D 理化復雜性和特異性 E 異物性和免疫反應性2.半抗原的準確含義是（ ）A.有免疫原性和抗原性、無抗原性 C.有抗原性、無免疫原性 D 與載體結合后才能與相應抗體結合 E.與載體結合后才具有抗原性3、在不同物種間的共同抗原稱為（ ） A.同種異型抗原 B.異