第二章--抗原.ppt

1、第二章 抗 原 (Antigen，Ag),學(xué)習(xí)目標(biāo),1.掌握抗原的概念及特性；抗原決定簇的概念；構(gòu)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。,是能夠刺激機體T、B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異性免疫效應(yīng)物質(zhì)（即抗體或致敏淋巴細(xì)胞），并且能與應(yīng)答產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞特異性結(jié)合的物質(zhì)，是啟動免疫應(yīng)答的始發(fā)因素。,抗原的基本概念,抗體,自然界中存在大于1017種抗原,我們生活中常見的抗原性物質(zhì):,抗原的化學(xué)本質(zhì) 蛋白質(zhì) 多肽 多糖 類脂, 脂肪 DNA, RNA 簡單化合物,Ag,T,B,Effector T cell,antibody,抗原的兩大基本特性,1、

2、免疫原性（ immunogenicity）：,抗原能刺激機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞的能力。,Ag,T,T,漿細(xì)胞,2、反應(yīng)原性（reactionogenicity）： 抗原能與其誘生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞特異性反應(yīng)的能力。,bind and react,bind and react,Effector T cell,antibody,所有抗原都具有Immunogenicity and reactionogenicity ？,請看這個實驗：,（三）半抗原,半抗原 (hapten)： 指僅具備免疫反應(yīng)性而不具有免疫原性的物質(zhì)。 若將半抗原與另一種蛋白質(zhì)分子（載體, carrier）偶聯(lián)起來，則具有了刺

3、激機體產(chǎn)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(zhì) 完全抗原(complete antigen)：同時具有免疫原性和反應(yīng)原性的物質(zhì)。,hapten,carrier,complete antigen,一、異物性 重要性質(zhì) 化學(xué)結(jié)構(gòu)與宿主自身成分不同或在胚胎期機體的免疫活性細(xì)胞從未接觸過的物質(zhì)。,親緣關(guān)系越遠(yuǎn)， 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(zhì) 如ABO血型物質(zhì)，MHC,3、改變或隱蔽的自身物質(zhì) 如眼晶狀體蛋白，精子，腦組織,具有異物性的物質(zhì)分為：,1、異種物質(zhì),1. 分子大?。?0 kDa分子量大免疫原性強,（一）抗原的理化性質(zhì),

4、小分子物質(zhì) 大分子物質(zhì),二、理化特性,2. 化學(xué)組成：天然抗原多為大分子有機物；特殊化學(xué)基團(tuán)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(xì)微差別可導(dǎo)致抗原特異性的不同。,簡單重復(fù)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5.7kDa，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(jié)構(gòu)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,顆粒抗原可溶性抗原 多聚體單體 分支結(jié)構(gòu)直鏈分子,4. 分子構(gòu)象的易接近性： 分子構(gòu)象：是指抗原分子中一些特殊化學(xué)基團(tuán)的立體構(gòu)象。 易接近性：是指抗原表面這

5、些特殊的化學(xué)基團(tuán)與淋巴細(xì)胞表面相應(yīng)受體相互接觸的難易程度。 易接近性常與這些化學(xué)基團(tuán)在抗原分子中分布的部位有關(guān)。,抗原分子結(jié)構(gòu)的易接近性,抗原與機體的相互作用,三、抗原進(jìn)入機體的方式 四、宿主因素,抗原劑量,無抗體產(chǎn)生,無抗體產(chǎn)生,低劑量抗原誘導(dǎo)低帶耐受(low-zone tolerance) 高劑量抗原誘導(dǎo)高帶耐受 (high-zone tolerance),三. 抗原進(jìn)入機體的方式,抗原免疫途徑,皮內(nèi)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(yīng)答？,怎樣進(jìn)行有效的疫苗接種？,免疫程序 合理的免疫程序，比如免疫間隔時間、免疫次數(shù) 佐劑的應(yīng)用 常常利用免疫佐劑來提

6、高抗原的 免疫原性,四、宿主因素,異物性： 親緣關(guān)系越遠(yuǎn)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(chǎn)生不同強度的免疫應(yīng)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(yīng)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(yīng)答產(chǎn)物抗體專一結(jié)合的性質(zhì)。,第二節(jié) 抗原的特異性與交叉反應(yīng),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(chǎn)生針對該抗原的特異性抗體和/或致敏淋巴細(xì)胞,反應(yīng)原性的特異性：指某一特定抗原只能與其特異性抗體和/或致敏淋巴細(xì)胞結(jié)合而出現(xiàn)

7、反應(yīng),決定抗原特異性的基礎(chǔ)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(xué)基因，是被免疫細(xì)胞識別的靶結(jié)構(gòu)，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(zhì)、數(shù)目、位置、空間結(jié)構(gòu)決定著抗原的特異性。,1. 根據(jù)結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)象表位 (conformational determinant/non-linear epitope)： 由空間

8、構(gòu)象形成的表位，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(gòu)象性表位,功能性表位（免疫優(yōu)勢基團(tuán)）： 位于抗原分子表面，易被相應(yīng)B細(xì)胞所識別，可啟動免疫應(yīng)答。 隱蔽性表位： 位于抗原分子內(nèi)部，不易被相應(yīng)淋巴細(xì)胞所識別，不易啟動免疫應(yīng)答。若因各種理化因素使其暴露出來，則可啟動免疫應(yīng)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(xì)胞分類,（1）T細(xì)胞表位： 僅被T細(xì)胞表面的TCR識別 （2）B細(xì)胞表位: 僅被B細(xì)胞表面的BCR識別,抗原的結(jié)合價（antigenic valence）是指能和抗體分子結(jié)合的功能性表位的總數(shù)。 僅含一個表位的

9、抗原為一價抗原，半抗原為單價 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(jié)合。,二、 抗原的結(jié)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(yīng),交叉反應(yīng)：抗體與具有相同或相似決定簇的不同抗原之間出現(xiàn)的反應(yīng)。,抗原甲,抗原乙,抗體1,刺激機體 產(chǎn)生抗體,異嗜性抗原（heterophilic antigen,Fossman antigen）,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。,共同抗原（Fossman抗原）,Ag2,Ag1,人腎小球基膜,A組B型溶血性鏈球菌細(xì)胞壁M蛋白,Ab,交叉反應(yīng),

10、刺激機體,共同表位,溶血性鏈球菌感染與急性腎小球腎炎,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(jié)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(jié)腸炎,共同抗原 牛痘苗預(yù)防天花,三、抗原的種類,抗原,1. 胸腺依賴抗原（thymus dependent antigen, TD -Ag）： 此類抗原刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體的過程中必需依賴T細(xì)胞輔助絕大多數(shù)蛋白質(zhì)抗原屬于此類抗原，由T細(xì)胞表位和B細(xì)胞表位組成。 2. 胸腺非依賴抗原（thymus independent antigen, TI -Ag） 此類抗原刺激

11、B細(xì)胞產(chǎn)生抗體不依賴T細(xì)胞，如少數(shù)多糖抗原，由多個重復(fù)的B細(xì)胞表位組成。,（一）根據(jù)抗原誘生抗體是否需T細(xì)胞輔助：,TD抗原,TI抗原,B細(xì)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(chǎn)物 動物免疫血清及異種器官移植物,（二）根據(jù)與機體的親緣關(guān)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(fēng) 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(dǎo)致血清過敏性休克。,

12、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(xì)胞表面的不同抗原成分。,紅細(xì)胞血型抗原,ABO血型抗原：,Rh血型抗原：,抗原人類白細(xì)胞抗原（組織相容性抗原）,二、同種異型抗原：,異種,1.ABO血型系統(tǒng)： A、B、AB、O四型 血型 抗原（RBC） 抗體（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(yán)重的輸血反應(yīng),2.Rh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+)

13、 溶血反應(yīng),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(xì)胞在癌變過程中出現(xiàn)的新抗原及過度表達(dá)的抗原物質(zhì)的總稱。,（四）腫瘤抗原：,1、腫瘤特異性抗原 2、腫瘤相關(guān)抗原,非腫瘤細(xì)胞所特有 正常細(xì)胞和其他組織上也存在 含量在細(xì)胞癌變時明顯增高 只表現(xiàn)量的改變，無嚴(yán)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(guān)抗原,輔助診斷原發(fā)性肝癌,內(nèi)源性抗原 -在機體細(xì)胞內(nèi)合成的抗原。 外源性抗原 -來源于細(xì)胞外的抗原，機體內(nèi)抗原提呈細(xì)胞可將其攝入，加工處理后，遞呈給T細(xì)胞。,（五）按抗原的合成

14、部位分類,內(nèi)源性抗原和外源性抗原的產(chǎn)生,1. 概念 一類可直接結(jié)合T細(xì)胞抗原受體（TCR），只需極低濃度即可激活5%20%T細(xì)胞克隆，并誘導(dǎo)強烈免疫應(yīng)答的物質(zhì)。,（一）超抗原(superantigen, sAg),第四節(jié) 絲裂原、超抗原及佐劑,超抗原,單克隆/寡克隆 T 細(xì)胞應(yīng)答 1:104 - 1:105,2. 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(cè)結(jié)合，形成TCR V -超抗原- MHC 分子復(fù)合物 sAg所誘導(dǎo)的T細(xì)胞應(yīng)答，其效應(yīng)并非針對超抗原本身，而是通過分泌大量細(xì)胞因子參與某些病理生理過程。,外源性超抗原：主要為細(xì)菌的代謝產(chǎn)

15、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(nèi)源性超抗原：主要為逆轉(zhuǎn)錄病毒產(chǎn)物。 如病毒DNA與宿主DNA整合，表達(dá)的病毒蛋白質(zhì)產(chǎn)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(yù)先或同抗原一齊注射到機體，能增強對該抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答的類型。,2. 佐劑的種類,微生物及其產(chǎn)物：如分枝桿菌（結(jié)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（incom

16、plete Freunds adjuvat ，F(xiàn)IA) 液體石蠟(或植物油)+羊毛脂(或Tweeen-80); 弗式完全佐劑（complete Freunds adjuvat ，F(xiàn)CA) 液體石蠟(或植物油)+羊毛脂(或Tweeen-80)+死結(jié)核桿菌(或BCG),3. 佐劑的效應(yīng),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)。,改變抗原的物理性狀 使抗原易被吞噬細(xì)胞吞噬 促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖、分化，從而增強機體的免疫應(yīng)答,4. 佐劑的作用機制,小結(jié)：,抗

17、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(yīng) 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(fù)雜性和特異性 E 異物性和免疫反應(yīng)性 2.半抗原的準(zhǔn)確含義是（ ） A.有免疫原性和抗原性 B.有免疫原性、無抗原性 C.有抗原性、無免疫原性 D 與載體結(jié)合后才能與相應(yīng)抗體結(jié)合 E.與載體結(jié)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.異種抗原 C.異嗜性抗原 D.特異性抗原 E.不完全抗原 4、動物免疫血清對人而言是（ ） A.抗原 B.抗體 C.是無毒性的物質(zhì) D.具有免疫原性的物質(zhì) E. 既是抗體又具有免疫原性的物質(zhì),5、胸腺非依賴性抗原是（） A、不在胸腺中產(chǎn)生 B、只產(chǎn)生細(xì)胞免疫 C、相應(yīng)抗體