第二章 抗原課件

第二章抗原抗原的一般概念抗原的免疫原性抗原的特異性抗原的分類醫(yī)學(xué)上重要的抗原第二章抗原

抗原的概念抗原（antigen,Ag)：是一類能刺激機體免疫系統(tǒng)發(fā)生免疫應(yīng)答，并能與相應(yīng)免疫應(yīng)答產(chǎn)物（抗體和致敏淋巴細(xì)胞)在體內(nèi)外發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)?？乖膬煞N特性：免疫原性和反應(yīng)原性免疫原性（immunogenicity),能刺激機體發(fā)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生抗體和致敏淋巴細(xì)胞的能力。反應(yīng)原性（antigenicity),能與相應(yīng)抗體或致敏淋巴細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合的能力。凡具有免疫原性和反應(yīng)原性的物質(zhì)稱為完全抗原。只有反應(yīng)原性而不具有免疫原性的物質(zhì)稱為半抗原。半抗原+蛋白質(zhì)——完全抗原賦予半抗原以免疫原性的蛋白質(zhì)稱為載體。第二章抗原第一節(jié)抗原的免疫原性抗原物質(zhì)必須具備的條件：一、異物性二、一定的理化性狀三、完整性四、宿主的遺傳性第二章抗原一、異物性

異物是指化學(xué)結(jié)構(gòu)與宿主的自身成分相異或機體的免疫細(xì)胞從未與它接觸過的物質(zhì)。異物性的物質(zhì)包括以下幾類：

1、異種物質(zhì)如：馬血清蛋白、各種微生物及其代謝產(chǎn)物對人體而言都是異種物質(zhì)，具有強的免疫原性。

2、同種異體物質(zhì)如：ABO血型抗原、人類主要組織相容性抗原。

3、自身抗原物質(zhì)如：自身組織成分結(jié)構(gòu)改變、隱蔽性自身成分暴露構(gòu)成自身抗原。第二章抗原二、一定的理化性狀大分子膠體物質(zhì)凡具有免疫原性的物質(zhì)，分子量都較大，一般在10kDa以上,在一定范圍內(nèi),分子量越大免疫原性越強。一定的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)從化學(xué)組成來看，凡含有芳香族氨基酸（尤其是酪氨酸）的蛋白質(zhì)，其免疫原性較強。從結(jié)構(gòu)來看，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜其免疫原性越強。分子構(gòu)象與易接近性分子構(gòu)象是指抗原分子中一些特殊化學(xué)基團(tuán)的三維結(jié)構(gòu)，它決定抗原分子是否能與淋巴細(xì)胞表面的抗原受體相互吻合。易接近性是指抗原分子的特殊化學(xué)基團(tuán)與淋巴細(xì)胞表面相應(yīng)的抗原受體相互接觸的難易程度。第二章抗原三、完整性

具有一定理化性狀的物質(zhì)須經(jīng)非消化道途徑進(jìn)入機體（包括注射、吸入、混入傷口等），并接觸淋巴細(xì)胞，才能成為良好抗原。如果是口服后可被消化酶水解成胨、氨基酸，破壞了其結(jié)構(gòu)，就喪失了免疫原性。自然界中天然的抗原物質(zhì)有：蛋白質(zhì)、多糖、核蛋白第二章抗原四、宿主遺傳性

抗原的免疫原性也與機體的應(yīng)答能力有關(guān)同種動物不同個體對同一種抗原的免疫應(yīng)答存在明顯的差異，這種差異受遺傳因素控制，控制免疫應(yīng)答的基因稱為免疫應(yīng)答基因（immuneresponse,Ir)第二章抗原第二節(jié)抗原的特異性抗原決定簇（基）載體決定簇和半抗原決定簇共同抗原和交叉反應(yīng)第二章抗原一、抗原決定簇1、概念抗原決定簇（antigenicdeterminant,AD)是指抗原中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)，又稱為表位（epitope)。表位的性質(zhì)、數(shù)目和空間構(gòu)象決定著抗原的特異性。抗原通過AD與相應(yīng)淋巴細(xì)胞表面的抗原受體結(jié)合，激活淋巴細(xì)胞，引起免疫應(yīng)答。2、種類和數(shù)量一個抗原分子可以有一種或多種不同的AD，一種AD決定著一種特異性，多種AD決定著多種特異性3、部位位于抗原表面的AD能直接被相應(yīng)淋巴細(xì)胞所識別，稱功能性決定簇，存在抗原分子內(nèi)部的AD無激發(fā)免疫應(yīng)答的功能，稱隱蔽決定簇。只有經(jīng)理化因素處理后，使之暴露可能成為新的功能決定簇。第二章抗原4、大小抗原決定簇的大小與相應(yīng)抗體的抗原結(jié)合部位相當(dāng)。一個蛋白質(zhì)抗原決定簇含5-7個氨基酸殘基一個多糖抗原決定簇含5-7個單糖一個核酸半抗原決定簇含6-8個核苷酸5、抗原結(jié)合價（antigenicvalence)是指能和抗體分子結(jié)合的抗原決定簇的總數(shù)。半抗原為一價天然抗原的分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子表面有多個決定簇為多價第二章抗原二、載體決定簇與半抗原決定簇

問題：單獨應(yīng)用半抗原不能誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗體，只有將半抗原與載體蛋白結(jié)合后，才能誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗體。半抗原為什么不能單獨誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗體，而載體在誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗體上起什么作用呢?第二章抗原

表1載體-半抗原效應(yīng)實驗組初次免疫再次免疫抗DNP抗體1BSA-DNPBSA-DNP+++2BSA-DNPOA-

DNP+3BSA-DNP+OAOA-

DNP+++

第二章抗原實驗表明：初次免疫和再次免疫時，半抗原需要在相同的載體上才能使機體產(chǎn)生抗半抗原抗體，稱為載體效應(yīng)，說明載體不是單純起運載半抗原的作用，其具有載體特異性。一個抗原分子具有載體決定簇和半抗原決定簇。在免疫應(yīng)答中，B細(xì)胞識別半抗原決定簇，是抗體產(chǎn)生細(xì)胞，T細(xì)胞識別載體決定簇，是輔助B細(xì)胞產(chǎn)生抗體。半抗原決定簇又稱B細(xì)胞決定簇；載體決定簇又稱T細(xì)胞決定簇。第二章抗原1第二章抗原表2T細(xì)胞B細(xì)胞抗原表位的特性比較T細(xì)胞表位B細(xì)胞表位表位受體TCRBCRAPC處理需要不需要表位性質(zhì)變性后的肽段天然的多肽、多糖、脂多糖、有機化合物表位大小8~12個氨基酸（CD8+T)5~15個氨基酸、12~17個氨基酸（CD4+T)5~7個單糖或5~7個核苷酸表位類型線性構(gòu)象、線性表位位置抗原分子任意抗原分子表面第二章抗原三、共同抗原和交叉反應(yīng)兩種來源不同的抗原，除各有其主要的特異性抗原決定簇外，相互之間也存在部分相同的抗原決定簇，這種共有的抗原決定簇稱為共同抗原。親緣關(guān)系很近的生物之間存在的共同抗原稱為類屬抗原。無種屬關(guān)系的生物之間存在的共同抗原稱為異嗜性抗原。一種共同抗原刺激機體產(chǎn)生的抗體，可與其他含有共同抗原的物質(zhì)發(fā)生結(jié)合反應(yīng)，稱為交叉反應(yīng)。第二章抗原傷寒桿菌腸炎桿菌人體人體抗體抗體交叉反應(yīng)第二章抗原第二章抗原第三節(jié)抗原的分類根據(jù)抗原的性質(zhì)分類：完全抗原半抗原根據(jù)抗原與機體的親緣關(guān)系分類：異種抗原同種異體抗原自身抗原異嗜性抗原根據(jù)抗原刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體是否需要T細(xì)胞的輔助分類：胸腺依賴性抗原胸腺非依賴性抗原第二章抗原胸腺依賴性抗原（thymus-dependentantigen,TD-Ag):這類抗原須在抗原提呈細(xì)胞及TH細(xì)胞的參與下才能激活B細(xì)胞產(chǎn)生抗體。決大多數(shù)蛋白質(zhì)抗原屬于TD-Ag。胸腺非依賴性抗原（thymus-independentantigen,TI-Ag):這類抗原刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體時不需要T細(xì)胞輔助。少數(shù)的多糖抗原屬于TI-Ag。

第二章抗原

表3TD-Ag和TI-Ag的比較

特性TD-AgTI-Ag

化學(xué)特性蛋白質(zhì)多糖

結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)復(fù)雜具有多種不同決定簇，既有半抗原決定簇又有載體決定簇結(jié)構(gòu)簡單具有重復(fù)出現(xiàn)的同一種抗原決定簇，無載體決定簇

巨噬細(xì)胞參與需要多數(shù)不需要T細(xì)胞依賴性是否

應(yīng)答類型體液免疫和細(xì)胞免疫體液免疫

誘導(dǎo)的Ig類型各類IgIgM

免疫記憶形成不形成

常見的抗原種類牛血清蛋白、卵白蛋白、類毒素肺炎球菌莢膜多糖、脂多糖、聚合鞭毛素第二章抗原第四節(jié)醫(yī)學(xué)上重要的抗原各種病原微生物細(xì)菌的外毒素和類毒素動物血清同種異體抗原異嗜性抗原腫瘤抗原第二章抗原

異嗜性抗原：是一類與種屬特異性無關(guān)的，存在于人、動物、植物或微生物之間的共同抗原，又稱為Forssman抗原。

異嗜性抗原在醫(yī)學(xué)實踐中的意義：

1、臨床上常用異嗜性凝集反應(yīng)輔助診斷疾病。如：引起原發(fā)性非典型肺炎的肺炎支原體與MG株鏈球菌間有異嗜性抗原。

2、異嗜性抗原和某些疾病的發(fā)生有關(guān)。如：A族溶血性鏈球菌細(xì)胞壁的多糖抗原與心瓣膜的糖蛋白有共同抗原，鏈球菌的M蛋白與心肌成分有共同抗原，因此感染該菌可引起風(fēng)濕性心臟病。第二章抗原腫瘤抗原腫瘤抗原（tumorantigen)是指細(xì)胞在癌變過程中出現(xiàn)的新抗原物質(zhì)的總稱。腫瘤特異性抗原（tumorspecificantigen,TSA)是指僅表達(dá)于腫瘤組織而不存在正常組織中的抗原。腫瘤相關(guān)性抗原（tumorassociatedantigen,TAA)是指非腫瘤細(xì)胞所特有，正常細(xì)胞也可表達(dá)的抗原，但在腫瘤細(xì)胞異位表達(dá)或出現(xiàn)量的改變。如胚胎性抗原、某些糖蛋白抗原屬此類抗原。第二章抗原第四節(jié)誘導(dǎo)免疫細(xì)胞增生

的其他成分免疫佐劑絲裂原超抗原第二章抗原免疫佐劑

佐劑—是非特異性的免疫增強劑，有些物質(zhì)與抗原一起或預(yù)先注入機體，可增強機體對該抗原的特異性免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類型。佐劑的種類：

1、微生物及其產(chǎn)物：如分枝桿菌（結(jié)核桿菌、卡介苗）短小棒狀桿菌、白日咳桿菌、革蘭氏陰性菌的內(nèi)毒素。

2、無機化合物：氫氧化鋁、明礬等

3、合成佐劑：如雙鏈多聚肌胞苷酸（polyI:C)4、油劑：如弗氏佐劑、礦物油、植物油第二章抗原

弗氏不完全佐劑（IFA)石蠟油+羊脂弗氏佐劑

弗氏完全佐劑(CFA)石蠟油+羊毛脂

+卡介苗抗原和佐劑的比例為1：1，由于佐劑是油劑，加抗原后要充分混合成乳劑。

第二章抗原佐劑的生物學(xué)作用：增加抗原的免疫原性，使無或微弱免疫原物質(zhì)變成有效的免疫原。提高抗體的滴度，提高初次免疫應(yīng)答和再次免疫應(yīng)答抗體的滴度。改變抗體的類型，由產(chǎn)生IgM轉(zhuǎn)變成IgG。引起或增強遲發(fā)型超敏反應(yīng)。第二章抗原佐劑的作用機制：改變抗原物理性狀，延長抗原在體內(nèi)存留的時間。刺激單核巨噬細(xì)胞增強其對抗原的處理和遞呈能力。刺激淋巴細(xì)胞增生和分化，從而增強和擴大免疫應(yīng)答的效應(yīng)。第二章抗原絲裂原：絲裂原是為植物種子中提取的糖蛋白以及細(xì)菌的代謝產(chǎn)物，是非特異的多克隆淋巴細(xì)胞激活劑。T、B細(xì)胞表面均表達(dá)多種絲裂原的受體。在體外實驗中絲裂原可刺激靜止的淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化為淋巴母細(xì)胞，表現(xiàn)為體積增大，胞漿增多，DNA合成增加，出現(xiàn)有絲分裂等變化。實踐中常用淋巴細(xì)胞對絲裂原刺激的反應(yīng)，來檢測機體免疫系統(tǒng)的功能狀態(tài)。如：用PHA或ConA刺激的增生反應(yīng)來測定T細(xì)胞功能：用SPA（金黃色葡萄球菌A蛋白）的反應(yīng)來測定人B細(xì)胞的功能：用PWM（美洲商陸絲分裂原

）來測定機體體液免疫和細(xì)胞免疫功能。第二章抗原超抗原（Superantigen,SAg)：概念：超抗原由White等于1989年提出的，是一類由細(xì)菌外毒素和逆轉(zhuǎn)錄病毒蛋白構(gòu)成的，能與多數(shù)T細(xì)胞結(jié)合并使其活化，極低濃度就能誘發(fā)最大的應(yīng)答效應(yīng)，類似絲裂原的作用。由于這類物質(zhì)具有強大的刺激T細(xì)胞活化的能力，故稱為超抗原。超抗原的種類：外源性超抗原（某些細(xì)菌的外毒素）金葡菌腸毒素A、B、C、D、E（staphylocccusenterotoxin,SE)葡萄球菌毒素休克綜合征毒素1，TSST-1