抗原與獲得性免疫應(yīng)答

關(guān)于抗原與獲得性免疫應(yīng)答1、掌握抗原的概念、特性、決定抗原免疫原性的條件（化學(xué)組成、分子量、化學(xué)結(jié)構(gòu)、異物性、宿主遺傳性）2、熟悉抗原決定簇、抗原結(jié)合價、共同抗原；3、了解半抗原載體效應(yīng)、抗原的分類4、了解超抗原5、了解醫(yī)學(xué)上重要的抗原第2頁,共72頁，2024年2月25日，星期天B細胞+抗原

效應(yīng)B細胞

+記憶B細胞(漿細胞)T細胞+抗原

效應(yīng)T細胞

+記憶T細胞(細胞毒T細胞,Th細胞)抗原----獲得性免疫（AntigenandAdaptiveimmunity）第3頁,共72頁，2024年2月25日，星期天3、特異性免疫應(yīng)答誘導(dǎo)階段（96h以后）APC（抗原提呈細胞

antigen-presentingcell）ThTh第4頁,共72頁，2024年2月25日，星期天抗原肽（呈遞給特異性免疫的細胞）第5頁,共72頁，2024年2月25日，星期天特異性免疫（specificimmunity）

在非特異免疫基礎(chǔ)上建立的，是個體在生命過程中接受抗原性異物刺激后，主動產(chǎn)生或接受免疫球蛋白分子后被動獲得的，又稱適應(yīng)性或獲得性免疫（adaptiveoracquiredimmunity）第6頁,共72頁，2024年2月25日，星期天I定義和一般特性

Definitionandgeneralnature1.抗原(Ag):5-1.抗原Antigen(Ag)

能夠通過與TCR或者BCR特異結(jié)合而激活T或者B淋巴細胞、誘導(dǎo)正性或負性免疫應(yīng)答的物質(zhì)稱為抗原。正性應(yīng)答導(dǎo)致抗體或/和效應(yīng)T細胞的產(chǎn)生，而負性反應(yīng)則引起抗原特異性的無反應(yīng)狀態(tài)(antigen-specificnon-reactivity)，即免疫耐受(tolerance)。第7頁,共72頁，2024年2月25日，星期天

抗原(Ag):與T細胞結(jié)合,激活T細胞記憶T細胞活化的T殺傷細胞與B細胞結(jié)合,誘導(dǎo)B細胞釋放抗體記憶B細胞活化的B細胞抗體第8頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.抗原的基本性質(zhì)（1）免疫原性（immunogenicity)（2）反應(yīng)原性(immunoreactivity)

或抗原性(antigenicity)抗原分子一般具備兩種特性，即：第9頁,共72頁，2024年2月25日，星期天(1)免疫原性（immunogenicity)能夠刺激機體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，包括誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體及效應(yīng)淋巴細胞?；罨腂細胞抗體活化的T殺傷細胞第10頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（2）反應(yīng)原性(immunoreactivity)

antigenicity(抗原性)能與抗體或效應(yīng)T淋巴細胞特異性結(jié)合的能力。第11頁,共72頁，2024年2月25日，星期天3、半抗原與載體半抗原（Hapten）：

不能誘導(dǎo)免疫應(yīng)答，但可與特異性免疫反應(yīng)的產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。（只具有與抗體結(jié)合的能力，而單獨不能誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生的物質(zhì)）。載體（carrier）：

能夠使半抗原成為具有免疫原性（可誘導(dǎo)免疫應(yīng)答）的物質(zhì)稱為載體。第12頁,共72頁，2024年2月25日，星期天半抗原具有抗原性,沒有免疫原性的小分子物質(zhì)。小分子免疫應(yīng)答（immuneresponse）+載體carrier半抗原+載體=完全抗原載體(carrier)：賦予半抗原免疫原性的大分子物質(zhì)。第13頁,共72頁，2024年2月25日，星期天II.影響免疫原性的因素

(FACTORSINFLUENCINGIMMUNOGENICITY)1、抗原的理化性質(zhì)（1）化學(xué)性質(zhì)（2）大分子量（3）復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)（4）分子構(gòu)象的易接近性2、宿主因素（1）異物性（2）宿主的遺傳特性（3）年齡、性別、健康狀態(tài)3、免疫方法第14頁,共72頁，2024年2月25日，星期天1、抗原的理化性質(zhì)

（chemicalandphysicalnatureofantigens）（1）化學(xué)性質(zhì)（chemical

nature

）

糖蛋白、脂蛋白、多糖、脂多糖

活化的淋巴細胞中的DNA，染色體、組蛋白自身抗DNA、組蛋白抗體抗核抗體自身免疫病第15頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（2）大分子量>10kD>100kD<10kD免疫原（Immunogens）強免疫原（Strongimmunogens）弱免疫原（Poorimmunogens）分子量大抗原決定基多抗原分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易被降解持續(xù)刺激免疫細胞高免疫反應(yīng)第16頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（3）復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)明膠分子（分子量>100kD

）直鏈氨基酸加苯環(huán)氨基酸（2%酪氨酸）（免疫原性很弱）（免疫原性大大增強）第17頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（4）分子構(gòu)象(conformation)的易接近性(accessibility)抗原性+++

酪氨酸多聚丙氨酸谷氨酸多聚賴氨酸+++第18頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2、宿主因素（1）異物性異物性是免疫原的核心。非己物為異物?？乖c機體之間的親緣關(guān)系越遠，組織結(jié)構(gòu)的差異越大，免疫原性越強。**各種病原體、動物蛋白**同種異體**自身成分在胚胎期末未與免疫活性細胞接觸過的物質(zhì)

(精子、眼內(nèi)容物等，又稱為隱蔽性抗原)第19頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（2）宿主的遺傳特性機體對抗原的應(yīng)答是受免疫應(yīng)答基因（主要是MHC）控制的。因個體遺傳基因的不同，人群中對同一抗原可有高、中、低不同程度的應(yīng)答。（3）年齡、性別、健康狀態(tài)青壯年強于幼年和老年雌性比雄性動物抗體生成高感染、免疫抑制劑的應(yīng)用第20頁,共72頁，2024年2月25日，星期天III抗原的特異性（Specificityofantigen）1、抗原的特異性：抗原只和自己相應(yīng)的抗體和致敏淋巴細胞相結(jié)合這一特性，稱為抗原的特異性（

Specificity

）第21頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2、抗原決定基

（antigenicdeterminant）：抗原分子中決定抗原特異性的特殊的化學(xué)基團，它是TCR/BCR及抗體特異性結(jié)合的基本單位，又稱表位(epitope)。第22頁,共72頁，2024年2月25日，星期天表位，抗原決定簇EpitopeorAntigenicDeterminant:抗原與特異性免疫反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)合的最小單位。antigenantigenantigen第23頁,共72頁，2024年2月25日，星期天3、T細胞表位和B細胞表位

在免疫應(yīng)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。（1）人胰高血糖素免疫小鼠123456789101112131415161718NH31920212223242526272829COOH（2）產(chǎn)生特異性抗體和T效應(yīng)細胞第24頁,共72頁，2024年2月25日，星期天抗體：針對N端1~17氨基酸殘基T效應(yīng)細胞：針對C端18~29氨基酸殘基沒有發(fā)現(xiàn)一個表位同時被T細胞和B細胞識別。*B細胞表位是天然的，*位于分子的表面或轉(zhuǎn)折處*為構(gòu)象決定基或順序決定基*是抗原分子的三級結(jié)構(gòu)COOH123456789101112131415161718NH31920212223242526272829*T細胞表位是抗原提呈細胞加工提呈的抗原肽*呈線性排列第25頁,共72頁，2024年2月25日，星期天**位于抗原分子的表面抗原

抗體CDR3表位B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(jié)合的最小單位**具有構(gòu)象依賴性（抗原表位與抗體分子的抗原結(jié)合部位在形狀上互補才能保證抗原與抗體的緊密結(jié)合。）（1）B細胞表位(Bcellepitope)第26頁,共72頁，2024年2月25日，星期天流感病毒血凝素分子(Hemaglutinin,HA)第27頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（2）T細胞表位

蛋白質(zhì)分子中被MHC分子遞呈并被TCR識別的肽段稱為T細胞表位（Tcellepitope）。TCRMHCHIVpeptide第28頁,共72頁，2024年2月25日，星期天TCR識別MHC/抗原肽TCR抗原肽MHC-IIT細胞抗原遞呈細胞第29頁,共72頁，2024年2月25日，星期天Ep1Ep2Ep3T細胞表位（TCellepitope）經(jīng)MHC遞呈并被TCR識別的肽段與蛋白質(zhì)分子構(gòu)象無關(guān)與肽段在蛋白質(zhì)分子中的位置無關(guān)主要決定于肽段的氨基酸序列與宿主表達的MHC分子有關(guān)第30頁,共72頁，2024年2月25日，星期天T細胞和B細胞抗原表位的特性比較T細胞表位B細胞表位表位受體TCRBCRMHC分子必需無需表位性質(zhì)主要是線性短肽天然的多肽、多糖、脂多糖、有機化合物表位的大小8~12個氨基酸（CD8+T細胞）5~15個氨基酸、5~7個單糖

12~17個氨基酸（CD4+T細胞）或5~7個核苷酸表位類型線性表位構(gòu)象表位；線性表位表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面第31頁,共72頁，2024年2月25日，星期天4、抗原的結(jié)合價

抗原的結(jié)合價（antigenicvalence）是指能和抗體分子結(jié)合的功能性決定基的數(shù)目。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。+第32頁,共72頁，2024年2月25日，星期天多價抗原第33頁,共72頁，2024年2月25日，星期天5.半抗原-載體效應(yīng)

在人工抗原中，半抗原為簡單的有機化學(xué)分子，半抗原與蛋白質(zhì)載體偶聯(lián)后，可誘導(dǎo)出抗半抗原抗體。半抗原(Hapten)

+載體carrier第34頁,共72頁，2024年2月25日，星期天OVAAb2Ab2Ab1DNPOVA半抗原多為分子量較小的有機物，如二硝基苯甲酸（DNP）。DNP與卵清蛋白（ovalbumin,OVA）或牛血清白蛋白（bovineserumalbumin,BSA）偶聯(lián)后，免疫小鼠可得到針對DNP的抗體，而且能夠區(qū)別對位和間位的DNP。NH2NH2-RNH2R-R鄰間對第35頁,共72頁，2024年2月25日，星期天半抗原特異性抗體初次免疫再次免疫對位DNP抗體DNPDNP－DNPOVA-DNP＋＋OVA

OVA-DNP＋＋＋＋BSAOVA-DNP＋＋BSA

BSA-DNP＋＋＋＋半抗原------B細胞載體--------Th細胞結(jié)論：載體蛋白所誘導(dǎo)的Th細胞應(yīng)答對半抗原特異性抗體的產(chǎn)生具有重要的作用。細胞免疫體液免疫第36頁,共72頁，2024年2月25日，星期天6、共同抗原與交叉反應(yīng)

天然抗原表面常帶有多種抗原決定基，每一種B細胞決定基都可引起一種特異性抗體產(chǎn)生。因此復(fù)雜抗原能使機體產(chǎn)生多種抗體。因而在兩種不同的抗原之間可以存在有相同或相似的抗原決定基，稱為共同抗原（commonantigen）。第37頁,共72頁，2024年2月25日，星期天

抗體對具有相同或相似決定基的不同抗原的反應(yīng)，稱為交叉反應(yīng)（cross-reaction）。第38頁,共72頁，2024年2月25日，星期天牛痘疫苗VACCINE天花病毒Bm細胞第39頁,共72頁，2024年2月25日，星期天免疫記憶ImmunologicamemoryABcowpox牛痘DEAnti-Cowpox牛痘antibodycowpox牛痘BmcellAnti-Cowpox牛痘antibodyagainstSmallpox天花Smallpox天花Bmcellcowpox牛痘Bmcell第40頁,共72頁，2024年2月25日，星期天daysFirstresponsetoantigenCowpox牛痘AntigenCowpox牛痘immunityAntigenSmallpox天花AntigenBimmunityAntibodyconcentrationFirstresponsetoantigen

BSecondaryresponsetoantigenSmallpox天花第41頁,共72頁，2024年2月25日，星期天IV抗原的種類1、根據(jù)產(chǎn)生抗體時需否Th細胞參與而分類**胸腺依賴抗原（thymusdependentantigen,TD-Ag）**胸腺非依賴抗原（thymusindependentantigen,TI-Ag）TD和TI抗原均是完全抗原第42頁,共72頁，2024年2月25日，星期天TI與TD抗原12CD40/CD40LB細胞B細胞Th細胞TI-1抗原TD抗原CD412第43頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（1）、胸腺依賴抗原（thymusdependentantigen,TD-Ag）TD抗原在沒有Th細胞的幫助下，不能直接刺激B細胞產(chǎn)生抗體。蛋白質(zhì)分子為TD-Ag.在結(jié)構(gòu)上，這些抗原的特征為有許多不同的抗原決定基，但拷貝數(shù)很少.第44頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（2）、胸腺非依賴抗原（thymusindependentantigen,TI-Ag）

胸腺非依賴抗原能直接(directly)刺激B細胞產(chǎn)生抗體，而無需T細胞的幫助。一般來說，多糖(

polysaccharides)為TI抗原。為多聚體樣結(jié)構(gòu),即相同的抗原決定基重復(fù)多次.第45頁,共72頁，2024年2月25日，星期天agram-negative(E.coli)plasmamembraneandcellwall:

第46頁,共72頁，2024年2月25日，星期天革蘭氏陰性細菌胞壁結(jié)構(gòu)細菌脂多糖（LPS）的分子結(jié)構(gòu)脂蛋白膜蛋白LPS外膜胞膜膜間質(zhì)n脂A核磷脂多糖多糖重復(fù)單位Resistancetodegradation(降解)-T-independentantigensaregenerallymoreresistanttodegradationandthustheypersistforlongerperiodsoftimeandcontinuetostimulatetheimmunesystem.第47頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2、根據(jù)抗原與機體的親緣關(guān)系而分類（1）異種抗原（xenogenicAg）：來自另一物種的抗原稱為異種抗原。微生物治療用動物免疫血清：馬血清抗毒素馬血清抗毒素的兩重性：1、特異性抗體----中和毒素2、異種抗原，可刺激機體產(chǎn)生抗馬血清抗體。第48頁,共72頁，2024年2月25日，星期天類毒素毒素馬血清抗毒素超敏反應(yīng)抗體抗原第49頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（2）同種異型抗原（allogenicAg）：在同一種屬不同個體之間所存在的抗原。人類同種異型：血型（紅細胞）抗原組織相容性抗原（人主要為HLA）血型：

ABO系統(tǒng)和RhABOAB抗原抗體AB－A,B抗B抗A抗A,抗B－血型第50頁,共72頁，2024年2月25日，星期天RBC+RBC補體RBCRBCA型A抗原B型抗A抗體抗A抗體第51頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（3）自身抗原（autoantigen）：

在正常情況下，機體對自身組織細胞不會產(chǎn)生免疫應(yīng)答，即自身耐受。但在感染、外傷、服用某些藥物等影響下，使隔離抗原釋放，或改變和修飾了自身組織的抗原結(jié)構(gòu)，誘發(fā)對自身抗原的應(yīng)答。RBC自身免疫性溶血性貧血藥物RBC自身抗體

RBC抗原抗體復(fù)合物激活補體紅細胞膜C9C8C5b67第52頁,共72頁，2024年2月25日，星期天（4）異嗜性抗原（hetorophilicantigen）又稱Forssam抗原：是指一類與種屬無關(guān)的存在于人、動物、植物和微生物之間的共同抗原。乙型溶血性鏈球菌細胞壁C抗原

M抗原鏈球菌感染急性腎小球腎炎大腸桿菌O14型脂多糖結(jié)腸粘膜潰瘍性結(jié)腸炎心瓣膜的糖蛋白心肌成分風(fēng)濕熱A族鏈球菌腎小球基底膜第53頁,共72頁，2024年2月25日，星期天5-2 獲得性免疫應(yīng)答的基本特點免疫應(yīng)答（immuneresponse）的實質(zhì)1、特異性識別抗原2、活化、增殖、分化TCRTBBCRMHC-IIT、B細胞生物學(xué)效應(yīng)三類關(guān)鍵的免疫分子效應(yīng)細胞第54頁,共72頁，2024年2月25日，星期天ThreeTopicsDiversitySpecificityMemoryAdaptiveImmunityThreeRepresentatives

MHCAntibodies（BCR）TCRs第55頁,共72頁，2024年2月25日，星期天“識別才是硬道理!”

AntibodyTCRMHCHIVpeptide第56頁,共72頁，2024年2月25日，星期天淋巴細胞如何識別天文數(shù)字的抗原NK受體種類少，“粗線條”識別TCRTBBCR一個克隆，一個受體識別受體的充分多樣性（diversity）第57頁,共72頁，2024年2月25日，星期天5-3天然免疫應(yīng)答和獲得性免疫應(yīng)答之間的關(guān)系

巨噬細胞和樹突細胞的活化與否對啟動獲得性免疫應(yīng)答起著“控制閥”的作用。如果沒有巨噬細胞和樹突細胞的先期反應(yīng)，獲得性免疫應(yīng)答也就無從談起。外來抗原也可以在沒有APC的“陪伴”下進入引流淋巴結(jié)，但它們必須首先被補體片段致敏。獲得性免疫應(yīng)答的啟動第58頁,共72頁，2024年2月25日，星期天抗原提呈細胞抗原提呈細胞（antigen-presentingcell，APC）是指能表達被特異淋巴細胞識別的抗原肽：MHC分子復(fù)合物的任何細胞。專職抗原提呈細胞：能表達MHC-II類分子的巨噬細胞、樹突狀細胞、B細胞。兼職抗原提呈細胞：內(nèi)皮細胞、上皮細胞、纖維母細胞等第59頁,共72頁，2024年2月25