大三上學(xué)期免疫學(xué)

第三章抗原Chapter3Antigen濰坊醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室鞠吉雨主要內(nèi)容第一節(jié)抗原的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第二節(jié)影響抗原免疫原性的因素第三節(jié)抗原的種類第四節(jié)非特異性免疫刺激劑抗原的定義抗原antigen,Ag：是指所有能激活和誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的物質(zhì)，通常指能被T、B淋巴表面特異性抗原受體（TCR或BCR)識(shí)別及結(jié)合，激活T、B細(xì)胞增殖、分化、產(chǎn)生免疫應(yīng)答效應(yīng)物質(zhì)（特異性淋巴細(xì)胞或抗體），并與效應(yīng)產(chǎn)物結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮適應(yīng)性免疫應(yīng)答效應(yīng)的物質(zhì)。引言抗原的定義抗原antigen,Ag：是指所有能激活和誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的物質(zhì)，通常指能被T、B淋巴表面特異性抗原受體（TCR或BCR)識(shí)別及結(jié)合，激活T、B細(xì)胞增殖、分化、產(chǎn)生免疫應(yīng)答效應(yīng)物質(zhì)（特異性淋巴細(xì)胞或抗體），并與效應(yīng)產(chǎn)物結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮適應(yīng)性免疫應(yīng)答效應(yīng)的物質(zhì)。引言免疫原性(immunogenicity)：指抗原被T、B淋巴細(xì)胞表面特異性抗原受體（TCR或BCR）識(shí)別及結(jié)合，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生適應(yīng)性免疫應(yīng)答（活化的T/B細(xì)胞或抗體）的能力?？贵wB細(xì)胞+抗原效應(yīng)性B細(xì)胞+記憶性B細(xì)胞漿細(xì)胞細(xì)胞T細(xì)胞+抗原效應(yīng)性T細(xì)胞+記憶性T細(xì)胞如CTL、Th等第一節(jié)抗原的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一、抗原的基本特性：免疫原性和免疫反應(yīng)性免疫反應(yīng)性(immunoreactivity)：指抗原與其所誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫應(yīng)答效應(yīng)物質(zhì)（活化的T/B細(xì)胞或抗體）特異性結(jié)合的能力。TCR抗原TcellAPCMHC抗體第一節(jié)抗原的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)Ag完全抗原(completeantigen)：同時(shí)具有免疫原性和免疫反應(yīng)性的物質(zhì)，又稱為免疫原(immunogen)，是通常所說(shuō)的抗原。不完全抗原(pleteantigen)：只有免疫反應(yīng)性的物質(zhì)，又稱為半抗原(hapten)。半抗原是重要醫(yī)學(xué)相關(guān)抗原，是許多臨床疾病的致病因素。如青霉素。青霉素的降解產(chǎn)物青霉烯酸，本身無(wú)免疫原性，一旦與血清蛋白結(jié)合后可成為完全抗原，誘導(dǎo)I型超敏反應(yīng)。第一節(jié)抗原的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)半抗原與載體----DNP+OVA

半抗原DNP（二硝基氟苯）本身沒有誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的能力。載體OVA（卵白蛋白）能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體Ab1。將DNP與OVA偶聯(lián)后免疫小鼠，所得到的抗體Ab2能夠與DNP特異地結(jié)合。OVAAb2Ab2Ab1DNPOVADNPNO青霉素孢子侵入同組織蛋白成分結(jié)合成完全抗原使機(jī)體產(chǎn)生抗青霉素的抗體機(jī)體再次接觸青霉素發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng)青霉素+載體----過(guò)敏第一節(jié)抗原的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)二、適應(yīng)性免疫應(yīng)答的抗原特異性抗原特異性（antigenicspecificity):

指抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生適應(yīng)性免疫應(yīng)答及其與應(yīng)答效應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生結(jié)合均顯示專一性，某一特定抗原只能刺激機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)該抗原的活化T/B細(xì)胞或抗體，且僅能與該淋巴細(xì)胞或抗體發(fā)生特異性結(jié)合。---特定抗原只能刺激產(chǎn)生特異性抗體或致敏淋巴細(xì)胞---僅能與該抗體或致敏淋巴細(xì)胞結(jié)合第一節(jié)抗原的異物性與特異性三、決定抗原特異性的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：抗原表位1、抗原表位的概念----抗原表位（epitope）：抗原分子中決定免疫應(yīng)答特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)，是抗原與T/B細(xì)胞抗原受體（TCR/BCR)或抗體結(jié)合的最小結(jié)構(gòu)與功能單位，也稱為抗原決定基（antigenicdeterminant)。

抗原與TCR、BCR、抗體特異性結(jié)合的基本結(jié)構(gòu)單位。

通常由5-15個(gè)氨基酸殘基或5-7個(gè)多糖殘基組成。傷寒桿菌N個(gè)蛋白質(zhì)分子中的一個(gè)框架：骨架性結(jié)構(gòu)表位：特征性結(jié)構(gòu)抗原表位脊髓灰質(zhì)炎病毒白色部分顯示為表位抗原表位抗原，表位和抗體Epitope3Epitope1Epitope2抗原特異性Ab3Ab2Ab1抗原表位抗原結(jié)合價(jià)（antigenicvalence）：抗原分子中能與抗體分子結(jié)合的抗原表位的總數(shù)?？乖Y(jié)合價(jià)：四價(jià)抗原表位抗原表位

半抗原：相當(dāng)于一個(gè)抗原表位完全抗原：含有多種、多個(gè)抗原表位按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按識(shí)別細(xì)胞順序表位構(gòu)象表位T細(xì)胞表位B細(xì)胞表位連續(xù)性、線性排列空間上形成特定構(gòu)象被T細(xì)胞識(shí)別被B細(xì)胞表位二、特異性2、抗原表位的類型按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)順序表位：由連續(xù)性線性排列的短肽組成，又稱線性表位。構(gòu)象表位：不連續(xù)排列，但在空間上彼此接近形成特定構(gòu)象的若干氨基酸組成。二、特異性2、抗原表位的類型1線性表位構(gòu)象表位2NH2COOH3二、特異性2、抗原表位的類型二、特異性2、抗原表位的類型按識(shí)別細(xì)胞T細(xì)胞表位B細(xì)胞表位受體MHC性質(zhì)大小類型位置TCR必需主要為線性多肽8～10個(gè)氨基酸(CD8＋T)13～17個(gè)氨基酸(CD4＋T)線性表位抗原分子的任何部位BCR無(wú)需天然多肽、多糖、核酸等

5～15個(gè)氨基酸線性或構(gòu)象表位抗原分子表面YYB天然多肽活化增殖、產(chǎn)生抗體YYYYYYYYBYBBBBYBYBYYYBYT天然多肽YT無(wú)活化無(wú)增殖T細(xì)胞表位與B細(xì)胞表位天然蛋白質(zhì)降解降解后的短肽T細(xì)胞表位與B細(xì)胞表位Conformationalandlinearepitopesinapolypeptideantigen.Afterdenaturation,theconformationalepitopecannolongerberecognizedbyantibodies.Butthelinearepitopeisunaffected.Conformationalepitopelinearepitopesdenaturation???單獨(dú)應(yīng)用半Ag不能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，只有將半Ag與載體蛋白結(jié)合后，才可誘導(dǎo)產(chǎn)生抗載體蛋白及半Ag的抗體.因此提示了一個(gè)完全Ag分子，必須具有載體決定簇和半Ag決定簇。免疫應(yīng)答中，B淋巴細(xì)胞識(shí)別半抗原，并提呈載體決定簇給T細(xì)胞；T細(xì)胞識(shí)別載體決定簇，并以此將T、B淋巴細(xì)胞聯(lián)系起來(lái)，方能激活B細(xì)胞產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答，此稱為半抗原－載體效應(yīng)。4、半抗原-載體效應(yīng)二、特異性5、共同抗原表位和交叉反應(yīng)共同抗原表位：不同抗原間含有的相同或相似表位交叉反應(yīng)：抗體或致敏淋巴細(xì)胞與具有相同或相似表位的不同抗原的反應(yīng)SameEpitopebetweenantigens抗原之間存在的共同抗原表位共同抗原表位和交叉反應(yīng)Ag1Ag2

風(fēng)濕性心臟病發(fā)病機(jī)制交叉反應(yīng)鏈球菌M蛋白CowpoxvaccineVACCINESmallpoxvirusBmcell第二節(jié)影響抗原免疫原性的因素一、抗原分子的理化與結(jié)構(gòu)性質(zhì)

1.異物性是抗原的重要本質(zhì)特性，即“非己”特性。

親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，組織結(jié)構(gòu)差異越大；不僅存在于物種間，也存在于同種異體間；改變的自身成分；免疫隔離的自身成分。影響抗原異物性的因素

親緣關(guān)系

親緣關(guān)系影響抗原異物性的因素

改變的自身成分

隱蔽的自身成分正常組織細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化燒傷等損傷胚胎期被隔離隱蔽性抗原被識(shí)別損傷導(dǎo)致釋放腦組織眼晶體蛋白精子等等意義？？？

同種異體成分第二節(jié)影響抗原免疫原性的因素2.化學(xué)屬性：蛋白質(zhì)＞多糖＞脂類和DNA3.分子量：＞10KDa4.分子結(jié)構(gòu)：芳香族氨基酸＞直鏈氨基酸5.分子構(gòu)象：構(gòu)象不同，免疫原性不同6.易接近性：被淋巴細(xì)胞受體所接近的程度7.物理狀態(tài)：多聚體＞單體；顆?？乖究扇苄钥乖瘜W(xué)基團(tuán)的性質(zhì)和基團(tuán)位置對(duì)抗原表位免疫反應(yīng)性的影響免疫原性+++免疫原性±免疫原性+++酪氨酸谷氨酸多聚賴氨酸多聚丙氨酸

易接近性：被淋巴細(xì)胞受體所接近的程度第二節(jié)影響抗原免疫原性的因素二、宿主的特性2.年齡、性別與健康狀態(tài)1.遺傳因素：MHC第二節(jié)影響抗原免疫原性的因素三、抗原進(jìn)入的方式

劑量途徑皮內(nèi)>皮下>肌肉>靜脈>口服注射的間隔時(shí)間免疫的次數(shù)間隔得當(dāng)免疫佐劑弗氏佐劑等第三節(jié)抗原的種類一、根據(jù)誘生抗體時(shí)是否需要Th細(xì)胞參與分類二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類三、根據(jù)抗原是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成分類四、其他分類第三節(jié)抗原的種類一、根據(jù)誘生抗體時(shí)是否需要Th細(xì)胞參與分類1、胸腺依賴性抗原（thymusdependentantigen，TD-Ag）種類較多，多為蛋白質(zhì)類抗原，刺激機(jī)體產(chǎn)生的體液免疫必需要Th細(xì)胞的參與，刺激機(jī)體產(chǎn)生IgG，引起細(xì)胞免疫和免疫記憶。第三節(jié)抗原的種類一、根據(jù)誘生抗體時(shí)是否需要Th細(xì)胞參與分類2、胸腺非依賴性抗原（thymusindependentantigen，TI-Ag）此類抗原種類較少，刺激機(jī)體產(chǎn)生體液免疫不需要T細(xì)胞的輔助。刺激B細(xì)胞產(chǎn)生IgM，不能引起細(xì)胞免疫和免疫記憶。TI-1抗原：既含抗原表位，又具有絲裂原性質(zhì)，可特異性或非特異性激活多克隆B細(xì)胞，如脂多糖（LPS）。

TI-2抗原：含有多個(gè)重復(fù)B細(xì)胞表位，如肺炎球菌莢膜多糖，聚合鞭毛素第三節(jié)抗原的種類一、根據(jù)誘生抗體時(shí)是否需要Th細(xì)胞參與分類2、胸腺非依賴性抗原（thymusindependentantigen，TI-Ag）TD抗原和TI抗原的特性比較胸腺依賴性抗原TD-Ag非胸腺依賴性抗原TI-Ag結(jié)構(gòu)特點(diǎn)復(fù)雜，含多種表位含單一表位表位組成B、T細(xì)胞表位重復(fù)B細(xì)胞表位T細(xì)胞輔助必需無(wú)需MHC限制有無(wú)激活的B細(xì)胞B2B1免疫應(yīng)答類型體液免疫和細(xì)胞免疫體液免疫抗體類型IgM、IgG、IgA等IgM免疫記憶有無(wú)第三節(jié)抗原的種類二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類

異嗜性抗原（heterophilicantigen）

異種抗原（xenogenicantigen）

同種異型抗原（allogenicantigen）

自身抗原（autoantigen）

獨(dú)特型抗原（idotypicantigen）第三節(jié)抗原的種類二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類

異嗜性抗原（heterophilicantigen）存在于人、動(dòng)物和微生物D等不同種屬之間的共同抗原，又稱Forssman抗原。溶血性鏈球菌腎小球基底膜

心肌細(xì)胞大腸桿菌O14型結(jié)腸粘膜

急性腎小球腎炎

風(fēng)濕病共同抗原潰瘍性結(jié)腸炎共同抗原第三節(jié)抗原的種類二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類

異種抗原（xenogenicantigen）來(lái)自于另一物種的抗原。如病原微生物及其產(chǎn)物、臨床上治療用的馬血清。

同種異型抗原（allogenicantigen）同一種屬不同個(gè)體間所存在的抗原。異種抗原同種異型抗原toxoidtoxinHorseserumantitoxinantibodyantigenallergy

同種異型抗原：典型范例是人類的ABO血型抗原。RBCRBCRBCRBCA型AB型B型O型血清抗體抗B抗A抗A抗B無(wú)人群比例30%30%30%10%由Rh血型導(dǎo)致的新生兒溶血RhD＋RBC母親：RhD－

RhD＋胎兒紅細(xì)胞溶解B細(xì)胞應(yīng)答anti-RhD初次分娩分娩后再次妊娠anti-RhDRhD＋胎兒二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類

自身抗原（autoantigen）來(lái)自于機(jī)體自身的抗原，如感染、理化因素、某些藥物影響下，自身組織細(xì)胞抗原發(fā)生改變、修飾，或者外傷導(dǎo)致自身抗原釋放，如腦組織、精子和眼晶體蛋白。第三節(jié)抗原的種類

獨(dú)特型抗原（idiotypicantigen）詳見第十六章。三、根據(jù)抗原是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成分類第三節(jié)抗原的種類

內(nèi)源性抗原（endogenousantigen）在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)新合成的抗原，如病毒感染細(xì)胞合成的病毒蛋白，腫瘤細(xì)胞合成的腫瘤抗原等。

外源性抗原（endogenousantigen）來(lái)自于抗原提呈細(xì)胞外的、由其俘獲的抗原，如胞外細(xì)菌等。三、根據(jù)抗原是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成分類第三節(jié)抗原的種類外源性抗原和內(nèi)源性抗原第四節(jié)非特異性免疫刺激劑一、超抗原某些抗原物質(zhì)，只需極低濃度（1-10ng/ml)即可非特異性激活人體總T細(xì)胞庫(kù)中2~20%的T細(xì)胞克隆，產(chǎn)生極強(qiáng)的免疫應(yīng)答，稱為超抗原（superantigen,SAg）。一般的抗原只能激活外周血中0.0001~0.001%的T細(xì)胞，而超抗原可使2~20%的T細(xì)胞激活。普通抗原單克隆T細(xì)胞應(yīng)答1:104-1:106超抗原多克隆T細(xì)胞應(yīng)答1:5-1:50一、超抗原超抗原TCR普通抗原MHCT細(xì)胞抗原提呈細(xì)胞，APC超抗原作用特點(diǎn)1.超抗原不需APC處理2.非MHC分子的限制3.TCRVβ特異性4.刺激T細(xì)胞釋放大量細(xì)胞因子一、超抗原超抗原的種類

外源性超抗原

內(nèi)源性超抗原如金黃色葡萄球菌腸毒素SEA~E。70年代Festenstein發(fā)現(xiàn)次要淋巴細(xì)胞刺激抗原（MLS）又稱為病毒性超抗原如小鼠乳腺腫瘤病毒（MMLV）可刺激T細(xì)胞增殖。新發(fā)現(xiàn)的超抗原：HSP活化TCRT細(xì)胞；SPA和gp120主要活化B細(xì)胞。第四節(jié)非特異性免疫刺激劑二、佐劑預(yù)先或與抗原同時(shí)注入體內(nèi)，可增強(qiáng)機(jī)體對(duì)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(qiáng)性物質(zhì)，稱為佐劑（adjuvant）。它在機(jī)體免疫反應(yīng)中所起到的作用類似于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的催化劑。生物性佐劑：卡介苗，短小棒狀桿菌，LPS，CK，DC無(wú)機(jī)化合物：氫氧化鋁，磷酸鋁，磷酸鈣、明礬等人工合成物：PolyI：C（多聚肌苷酸：胞苷酸）等有機(jī)物：礦物油，羊毛脂其他：脂質(zhì)體，HSP，免疫刺激復(fù)合物（ISCOMs）佐劑的種類：第四節(jié)非特異性免疫刺激劑二、佐劑第四節(jié)非特異性免疫刺激劑二、佐劑弗氏完全佐劑（Freund`scompleteadjuvant,FCA）

---石蠟油+滅活卡介苗

---能夠協(xié)助抗原產(chǎn)生細(xì)胞和體液免疫應(yīng)答弗氏不完全佐劑（Fre