免疫學第二章抗原

FreePowerpointTemplates第二章抗原Antigen主要內(nèi)容一、抗原的概念和特性二、抗原的分子基礎三、抗原的免疫特性四、抗原組學第一節(jié)抗原的基本概念和特性

一、抗原的概念免疫學發(fā)展的早期一、抗原的概念隨著免疫學研究的發(fā)展，已經(jīng)證明：除了微生物或毒素等物質(zhì)，其他非自身的物質(zhì)進入機體后，也能夠誘發(fā)機體產(chǎn)生免疫應答。

現(xiàn)代免疫學認為：凡能刺激機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞，并能與其相應抗體或致敏淋巴細胞在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性反應的物質(zhì)，統(tǒng)稱為抗原?？乖?Ag):與T細胞結合，激活T細胞記憶T細胞活化的T殺傷細胞與B細胞結合，激活B細胞產(chǎn)生抗體記憶B細胞活化的B細胞抗體二、抗原的特性（1）免疫原性(immunogenicity)：是指一種物質(zhì)免疫機體后能促使機體產(chǎn)生抗體或者致敏淋巴細胞產(chǎn)生免疫應答的特性。具有這種特性的物質(zhì)稱為免疫原(immunogen)。（2）特異反應性(specificreactivity)：是指一種物質(zhì)（抗原）能與抗體或致敏淋巴細胞特異性結合的特性，又稱反應原性。活化的B細胞抗體效應T淋巴細胞⑴免疫原性：誘導機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞產(chǎn)生免疫應答?？贵w效應T淋巴細胞⑵反應原性：抗原分子與免疫應答產(chǎn)物（抗體或致敏淋巴細胞）發(fā)生特異性結合。三、完全抗原與半抗原⑴完全抗原（completeantigen)具有免疫原性和反應原性的物質(zhì)。⑵半抗原（hapten，又稱不完全抗原incompleteantigen）無免疫原性，只有反應原性的物質(zhì)。⑶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）＝完全抗原小分子免疫應答（immuneresponse）+載體carrier完全抗原半抗原：只有反應原性，沒有免疫原性的小分子物質(zhì)。載體：賦予半抗原免疫原性的大分子物質(zhì)。半抗原+載體

=完全抗原天然抗原人工抗原合成抗原根據(jù)抗原的來源，分類如下四、普通抗原的類別天然抗原：指天然的生物、細胞、及天然的生物產(chǎn)物，主要來自動物、植物、微生物。（1）細胞、細菌和病毒（2）蛋白質(zhì)類抗原：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白。（3）糖類抗原（4）脂類抗原（5）核酸抗原天然抗原可以根據(jù)抗原與宿主的親緣關系的遠近分為：自身抗原(autoantigen)同種型抗原(isoantigen)異種抗原(xenoantigen)①自身抗原(autoantigen)：能引起免疫應答的自身組織成分稱為自身抗原。例如晶狀體蛋白、腦組織等與淋巴細胞從未接觸過的機體成分。眼球血管角膜蛋白外傷角膜蛋白外流正常組織細胞組織結構發(fā)生變化燒傷等損傷自身突變物質(zhì)②同種型抗原(isoantigen)：抗原來自同種動物不同個體，這些個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ABO血型抗原。A型血紅細胞AB型紅細胞B型血紅細胞O型血紅細胞③異種抗原(xenoantigen)：來自不同物種的抗原，但具有極為相似的抗原性。

異嗜性抗原：這類抗原是指不同物種細胞表面所具有的相同抗原，由于這類抗原是Forssman發(fā)現(xiàn)的，所以又稱Forssman抗原。這種類型的抗原在臨床上可能會引起某些疾病。豚鼠臟器制成細胞懸液產(chǎn)生抗體綿羊紅細胞發(fā)生特異性抗原抗體反應豚鼠臟器細胞表面與綿羊紅細胞表面具有相同的抗原分子2.人工抗原：經(jīng)過人工化學改造的天然抗原。例如三硝基酚（TNP）、二硝基酚（DNP）、苯砷酸等都是常用的半抗原，用于制備人工抗原DNP蛋白、碘化蛋白等。3.合成抗原：化學合成的分子。（見表2－1）近10多年來利用合成的直鏈和支鏈的聚合體及氨基酸的共聚體，對于了解免疫原性的分子基礎作出了很大的貢獻。五、超抗原(superantigen,SAg)超抗原：指能與多數(shù)Tcell結合，只需極少劑量即可誘導最大免疫效應的抗原。1989年White提出超抗原的概念。他發(fā)現(xiàn)某些細菌或病毒的產(chǎn)物可以使很高比例的T細胞激活，他將這類抗原稱為超抗原。一般的抗原只能激活外周血中0.001~0.01%的T細胞，而超抗原可使2~25%的T細胞激活。普通抗原單細胞克隆應答1:104-1:105超抗原多克隆應答1:4-1:10超抗原1）外源性超抗原：主要為細菌的代謝產(chǎn)物，如：金黃色葡萄球菌腸毒素A－E，A族鏈球菌M蛋白，致熱外毒素A-C，關節(jié)炎支原體絲裂原，小腸結腸類耶氏菌膜蛋白等。2）內(nèi)源性超抗原：主要為逆轉錄病毒產(chǎn)物。如：病毒DNA與宿主DNA整合，表達的病毒蛋白質(zhì)產(chǎn)物。SAg的種類：SAg的生物學意義：有助于闡明某些免疫現(xiàn)象和疾病過程的機制與本質(zhì)。1、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3、繼發(fā)性免疫抑制4、免疫穩(wěn)定第二節(jié)抗原的分子基礎一、抗原的理化性質(zhì)1.化學組成蛋白質(zhì)抗原免疫原性強;糖蛋白、脂蛋白、核蛋白有較強免疫原性；脂類、核酸免疫原性很弱；2.分子量大小分子量>10000dal免疫原性強；分子量<10000dal免疫原性弱；分子量<4000dal一般無免疫原性；一般來說大分子比小分子物質(zhì)免疫原性強。3.分子結構1）分子結構中有側鏈的物質(zhì)比類似但無側鏈的物質(zhì)具有較強的免疫原性。2）某些特殊氨基酸在肽鏈中的位置對免疫原性有顯著作用。圖2－1

聚（酪、谷）－聚－DL－丙－L－賴氨酸的多鏈共聚物

A.免疫原性；B.無免疫原性；谷氨酸；酪氨酸聚賴氨酸骨架聚丙氨酸谷氨酸殘基酪氨酸殘基AB

3）光學構型對免疫原性的作用：

L－氨基酸聚合體>D－氨基酸聚合體

4）電荷及其他物理狀態(tài)低電荷的>多電荷的環(huán)狀的>直鏈的聚合的>單體的顆粒性的>可溶性的二、抗原的特異性和抗原決定簇抗原進入機體只能激發(fā)特異的淋巴細胞分化增殖，產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細胞只針對與相應的抗原反應，這種性質(zhì)稱為抗原的特異性。

抗原特異性表現(xiàn)在2個方面：①免疫原性的特異性；②反應原性的特異性?？乖禺愋缘奈镔|(zhì)基礎是抗原分子中的抗原決定簇。抗原決定簇

Antigenicdeterminant1、概念：位于抗原物質(zhì)分子表面或著其他部位的具有一定組成和特殊結構的化學基團，也稱抗原表位（epitope）。2.抗原結合價：抗原分子表面能與抗體結合的決定簇總數(shù)抗原決定簇的性質(zhì)、數(shù)量和空間構象決定了抗原的特異性?？乖Y合價越高，抗原的抗原性也就越強。3.性質(zhì)：一個多肽決定簇含5-6個氨基酸殘基；一個多糖決定簇含5-7個單糖；一個核酸半抗原決定簇含6-8個核苷酸4.抗原的免疫優(yōu)勢：同一種免疫原分子上有許多抗原決定簇，它們誘發(fā)免疫應答的能力也是不同的，有的產(chǎn)生高效價的抗體，稱為免疫優(yōu)勢決定簇，還有的不能誘導產(chǎn)生抗體，這種無效力的決定簇稱為免疫靜止決定簇。按照抗原決定簇的結構可以分為兩大類：①順序決定簇

(sequentialepitope)：這類決定簇的功能基團取決于組成的氨基酸排列順序，又稱為連續(xù)決定簇(continuouseptiope)。②結構決定簇(conformationaleptiope)：它是由不連續(xù)的氨基酸順序片斷經(jīng)多肽的折疊卷曲而組合起來的功能基團，一般位于蛋白質(zhì)的表面。抗原決定簇的分類抗體A抗體B抗體結合部位抗體結合部位非連續(xù)性抗原表位連續(xù)性抗原表位圖2-2一個抗體與一個連續(xù)型抗原表位和非連續(xù)性抗原表位的相互作用線性表位和構像表位按照決定簇在抗原分子中的位置分為：功能性決定簇：位于分子表面的表位易被BCR或抗體結合。隱蔽性決定簇：位于分子內(nèi)部的不能與BCR或抗體結合的表位。在免疫應答中，TCR和BCR所識別的抗原表位不同，分別稱為T細胞表位和B細胞表位。T細胞表位B細胞表位（3）按照識別決定簇的免疫細胞分為：

T細胞表位和B細胞表位蛋白質(zhì)分子中被MHC分子呈遞并被TCR識別的肽段稱為T細胞表位（Tcellepitope）與蛋白質(zhì)分子構象無關與肽段在蛋白質(zhì)分子中的位置無關主要決定于肽段的氨基酸序列與宿主表達的MHC分子有關蛋白質(zhì)變性對其活性并無影響T細胞表位

抗原中被BCR和抗體分子所識別的部位稱為B細胞表位（Bcellepitope）。抗原表面能夠與抗體結合的最小單位B細胞表位是天然的，位于分子的表面或轉折處，具有構象依賴性。為構象決定簇或順序決定簇，是抗原分子的三級結構?？乖砦慌c抗體分子的抗原結合部位在形狀上互補才能保證抗原與抗體的緊密結合。B細胞表位

蛋白質(zhì)結構與抗原決定簇的關系（1）蛋白質(zhì)的一級結構只有順序決定簇；（2）蛋白質(zhì)的二級結構與抗原的反應性密切相關；（3）蛋白質(zhì)的三級結構與抗原決定簇密切有關；（4）蛋白質(zhì)的四級結構能提供更多新的結構決定簇。

決定抗原表位的因素決定抗原表位的因素親水特性兩親性分子運動性靜態(tài)表面可及性序列的多變性肽鏈的兩端研究抗原表位的主要方法（1）計算機分析方法（2）化學合成多肽方法（3）生物學方法，以狂犬病毒蛋白抗原表位分析方法為例：制備狂犬病毒N蛋白制備N蛋白多肽片段分析陽性片段的氨基酸序列確定抗原表位測定關鍵氨基酸（4）用PVDF膜蛋白質(zhì)抗原表位第三節(jié)抗原的免疫特性并不是什么物質(zhì)都能夠刺激機體產(chǎn)生免疫應答一、抗原的外源性是首要因素抗原大分子與所接觸的機體的物質(zhì)之間的理化性質(zhì)的差異程度。1、異種物質(zhì)

如馬血清，微生物，異種蛋白，破傷風抗毒素

親緣關系越遠，抗原性越強2、同種異體物質(zhì)

如ABO血型物質(zhì)，HLA3、自身物質(zhì)

如眼晶體蛋白，甲狀腺蛋白，腦組織影響抗原免疫原性的因素：AB0血型分子組成分子大小分子結構：

有無側鏈特殊氨基酸光學構型

電荷及其他物理狀態(tài)二、抗原的理化特性三.機體因素（1）遺傳因素與免疫反應基團及其表達有密切關系；與MHC有密切關系；（2）與宿主本身的發(fā)育與生理狀況有關。年齡、性別、健康狀況四、抗原進入機體的途徑和劑量具有免疫原性的物質(zhì)進入機體后能否誘導免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應答，還受抗原的劑量、免疫的途徑、免疫間隔的時間等多種因素的影響。五、免疫佐劑adjuvant佐劑是一類能夠增強機體免疫應答的物質(zhì)。先抗原或與抗原一起注入動物體內(nèi)，可非特異性地增強機體對該抗原的特異性的免疫應答，或改變免疫應答類型。①使抗原暫存，逐步釋放刺激淋巴細胞；②能引起肉芽腫或炎癥細胞；③參與刺激淋巴細胞增值與分化。佐劑有增強免疫應答的能力，主要表現(xiàn)在：吸附作用：吸附抗原，使抗原便于被吞噬細胞吞噬；改變抗原的理化性質(zhì)：起到增強抗原的免疫原性的作用；延長抗原在體內(nèi)的滯留時間：使抗原形成抗原儲存庫，使抗原緩慢釋放；增強吞噬細胞的吞噬活性，并可以誘導T、B細胞增殖。佐劑的作用原理