免疫學(xué)第2章抗原ppt課件

第二章抗原Antigen 什么是抗原 什么物質(zhì)可以作為抗原 抗原有哪些特性 主要內(nèi)容 第一節(jié)抗原的基本概念和類別第二節(jié)抗原的分子基礎(chǔ)第三節(jié)抗原的免疫特性第四節(jié)超抗原 絲裂原和佐劑 一 抗原的概念 免疫學(xué)發(fā)展的早期 一 抗原的概念 隨著免疫學(xué)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(jìn)入機(jī)體后 也能夠誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答 現(xiàn)代免疫學(xué)認(rèn)為 凡能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞 并能與其相應(yīng)抗體或致敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性反應(yīng)的物質(zhì) 統(tǒng)稱為抗原 誘導(dǎo)免疫應(yīng)答 免疫原性 Immunogenicity 特異性結(jié)合 反應(yīng)原性 specificreactivity Ag的基本特性 這類抗原只具有抗原兩個(gè)特性中的一個(gè) 反應(yīng)原性 它雖然不能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性的抗體 但是它與一定的載體結(jié)合后 就可以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答 半抗原h(huán)apten 不完全抗原 天然抗原人工抗原合成抗原 根據(jù)抗原的來(lái)源 分類如下 三 普通抗原的類別 天然抗原 指天然的生物 細(xì)胞 及天然的生物產(chǎn)物 主要來(lái)自動(dòng)物 植物 微生物 1 細(xì)胞 細(xì)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 2 人工抗原 經(jīng)過(guò)人工化學(xué)改造的天然抗原 例如用三硝基酚 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(xué)合成的分子 見表2 1 近10多年來(lái)利用合成的直鏈和支鏈的聚合體及氨基酸的共聚體 對(duì)于了解免疫原性的分子基礎(chǔ)作出了很大的貢獻(xiàn) 天然抗原可以根據(jù)抗原與宿主的親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近分為 自身抗原 autoantigen 同種型抗原 isoantigen 異種抗原 xenoantigen 自身抗原 autoantigen 能引起免疫應(yīng)答的自身組織成分稱為自身抗原 如晶狀體蛋白 腦組織等與淋巴細(xì)胞從未接觸過(guò)的機(jī)體成分 同種型抗原 isoantigen 抗原來(lái)自同種動(dòng)物不同個(gè)體 這些個(gè)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(xì)胞 AB型紅細(xì)胞 B型血紅細(xì)胞 O型血紅細(xì)胞 A 他是奧地利人 但曾是五個(gè)國(guó)家的科學(xué)院院士 B 33歲時(shí) 發(fā)表了 論正常人血液的凝集現(xiàn)象 D 他是1930年諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)獲得者 C 他是ABO血型的發(fā)現(xiàn)者 Landsteiner 血型鑒定 異種抗原 xenoantigen 來(lái)自異種動(dòng)植物和微生物的抗原性物質(zhì) 異嗜性抗原 這類抗原是指不同物種細(xì)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(huì)引起某些疾病 豚鼠臟器制成細(xì)胞懸液 產(chǎn)生抗體 綿羊紅細(xì)胞 發(fā)生特異性抗原抗體反應(yīng) 豚鼠臟器細(xì)胞表面與綿羊紅細(xì)胞表面具有相同的抗原分子 溶血性鏈球菌 機(jī)體產(chǎn)生抗溶血性鏈球菌的抗體 溶血性鏈球菌 腎小球基底膜細(xì)胞 心肌細(xì)胞 進(jìn)入人體 在某些病原菌的表面具有同人類細(xì)胞表面相同的抗原 例如 溶血性鏈球菌的細(xì)胞壁成分同人腎小球基底膜細(xì)胞和心肌細(xì)胞具有相同的抗原分子 TD Ag 胸腺依賴性抗原 thymus dependentantigen TD Ag 指需在抗原提呈細(xì)胞參與及T細(xì)胞輔助下 才能刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體的抗原性物質(zhì) 由B表位和T表位組成 如 多數(shù)蛋白質(zhì)抗原 TI Ag 胸腺非依賴性抗原 thymus independentantigen TI Ag 在刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體時(shí)不需要T細(xì)胞輔助 由多個(gè)重復(fù)B表位組成 如 細(xì)菌脂多糖 聚合鞭毛素 根據(jù)誘生抗體時(shí)需否Th細(xì)胞參與而分類 TD Ag和TI Ag的比較 主要內(nèi)容 第一節(jié)抗原的基本概念和類別第二節(jié)抗原的分子基礎(chǔ)第三節(jié)抗原的免疫特性第四節(jié)超抗原 絲裂原和佐劑 一 抗原的化學(xué)性質(zhì)1 分子組成構(gòu)成抗原分子的物質(zhì)有蛋白質(zhì) 小分子的多肽 多糖 核酸等 其免疫原性大小為 蛋白質(zhì) 多糖 核酸 2 分子大小具有很好免疫原性的分子的相對(duì)分子量一般大于10KD 而相對(duì)分子量小于4KD的一般不具有抗原性 一般來(lái)說(shuō)大分子比小分子物質(zhì)免疫原性強(qiáng) 3 分子結(jié)構(gòu)1 分子結(jié)構(gòu)中有側(cè)鏈的物質(zhì)比類似但無(wú)側(cè)鏈的物質(zhì)具有較強(qiáng)的免疫原性 2 某些特殊氨基酸在肽鏈中的位置對(duì)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(wú)免疫原性 谷氨酸 酪氨酸 3 光學(xué)構(gòu)型對(duì)免疫原性的作用 L 氨基酸聚合體 D 氨基酸聚合體4 一定的物理性狀低電荷的 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 5 分子構(gòu)象和易接近性 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 6 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(jī)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 二 抗原決定簇 antigendeterminant 抗原特異性的分子基礎(chǔ) 什么是抗原決定簇 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(guò)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(gè)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(shí)別 稱功能性決定簇 存在抗原分子內(nèi)部的AD無(wú)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 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(gè)蛋白質(zhì)抗原決定簇含5 7個(gè)氨基酸殘基一個(gè)多糖抗原決定簇含5 7個(gè)單糖一個(gè)核酸半抗原決定簇含6 8個(gè)核苷酸5 抗原結(jié)合價(jià) 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(jià)天然抗原的分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜 分子表面有多個(gè)決定簇為多價(jià) 6 類型 1 構(gòu)象決定簇 conformationaldeterminant 由空間構(gòu)象形成的決定簇 序列上不連續(xù) 2 順序決定簇 sequencedeterminant 又稱線性決定簇 lineardeterminant 序列相連續(xù)的氨基酸肽片段構(gòu)成的決定簇 構(gòu)象決定簇與線性決定簇 主要內(nèi)容 第一節(jié)抗原的基本概念和類別第二節(jié)抗原的分子基礎(chǔ)第三節(jié)抗原的免疫特性第四節(jié)超抗原 絲裂原和佐劑 異物性是作為抗原的首要條件 異物性物質(zhì) 凡是化學(xué)結(jié)構(gòu)與宿主成分不同的外來(lái)物質(zhì) 或者在胚胎期機(jī)體的淋巴細(xì)胞從未接觸過(guò)的物質(zhì)均成為異物性物質(zhì) 抗原與宿主在系統(tǒng)發(fā)育上距離越遠(yuǎn) 免疫原性強(qiáng) 一 抗原的外源性 二 抗原的特異性 抗原進(jìn)入機(jī)體只能激發(fā)特異的淋巴細(xì)胞分化增殖 產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞只針對(duì)與相應(yīng)的抗原反應(yīng) 這種性質(zhì)稱為抗原的特異性 抗原的特異性 1 抗原特異性表現(xiàn)在2個(gè)方面 免疫原性的特異性 反應(yīng)原性的特異性 2 抗原特異性是免疫應(yīng)答最重要的特點(diǎn) 免疫學(xué)診斷與防治的理論依據(jù) 3 抗原特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)是抗原分子中的抗原決定簇 二 抗原的特異性 三 半抗原 載體效應(yīng) 初次與再次免疫時(shí) 只有使半抗原結(jié)合在同一種載體上 才能產(chǎn)生抗半抗原的再次免疫應(yīng)答 這種現(xiàn)象稱為載體效應(yīng) 半抗原 載體效應(yīng) 在免疫應(yīng)答中 B細(xì)胞提呈載體表位給Th細(xì)胞 Th細(xì)胞活化后再輔助激活B細(xì)胞 即以載體把特異T B細(xì)胞連接起來(lái) T B橋聯(lián) T細(xì)胞才能激活B細(xì)胞 稱載體效應(yīng) 在免疫應(yīng)答中 B細(xì)胞識(shí)別半抗原 B細(xì)胞表位 T細(xì)胞識(shí)別載體表位 T細(xì)胞表位 載體效應(yīng) 半抗原 載體概念極其重要 它可解釋為什么低分子量化合物與體內(nèi)載體蛋白質(zhì)分子結(jié)合誘發(fā)超敏性反應(yīng)產(chǎn)生的藥物過(guò)敏癥 如苯胺類染料 鎮(zhèn)靜劑司眠脲 退熱劑阿司匹林 氨基比林以及多種抗生素分解產(chǎn)物等是誘發(fā)藥物過(guò)敏癥的原因 青霉素孢子 侵入 同血漿中的蛋白成分結(jié)合成完全抗原 使機(jī)體產(chǎn)生抗青霉素的抗血清 機(jī)體再次接觸青霉素 發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng) 共同抗原 commonantigen 兩種來(lái)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(wú)種屬關(guān)系的生物之間存在的共同抗原稱為異嗜性抗原 四 共同抗原 交叉反應(yīng) 一種共同抗原刺激機(jī)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) 交叉反應(yīng) crossaction 傷寒桿菌 腸炎桿菌 人體 人體 抗體 抗體 交叉反應(yīng) 主要內(nèi)容 第一節(jié)抗原的基本概念和類別第二節(jié)抗原的分子基礎(chǔ)第三節(jié)抗原的免疫特性第四節(jié)超抗原 絲裂原和佐劑 一 超抗原 superantigen SAg 指能與多數(shù)Tcell結(jié)合 只需極少劑量即可誘導(dǎo)最大免疫效應(yīng)的抗原 1989年White提出超抗原的概念 他發(fā)現(xiàn)某些細(xì)菌或病毒的產(chǎn)物可以使很高比例的T細(xì)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 0001 0 001 的T細(xì)胞 而超抗原可使2 25 的T細(xì)胞激活 單細(xì)胞克隆應(yīng)答1 104 1 105 超抗原 SAg的作用特點(diǎn) 1 具有強(qiáng)激活T細(xì)胞 CD4 T細(xì)胞 作用 可刺激T細(xì)胞總數(shù)的5 20 2 不需APC處理 直接與MHC II類分子和TCR V 結(jié)合 3 不受MHC限制 同MHC II類分子結(jié)合 增加TCR與SAg的親和力 4 可激活T細(xì)胞 又可致T細(xì)胞產(chǎn)生免疫耐受 SAg的生物學(xué)意義 有助于闡明某些免疫現(xiàn)象和疾病過(guò)程的機(jī)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 T細(xì)胞的耐受誘導(dǎo) 二 絲裂原 mitogen 可致細(xì)胞發(fā)生有絲分裂 進(jìn)而增殖的抗原 亦稱有絲分裂原 1 概念 在體外實(shí)驗(yàn)中 能與T B細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合 刺激靜止的淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化為淋巴母細(xì)胞 表現(xiàn)出體積增大 胞漿增多 DNA合成增加或有絲分裂變化的物質(zhì)稱有絲分裂原 mitogen 2 種類 ConA PHA PWM LPS等 實(shí)踐中常用淋巴細(xì)胞對(duì)絲裂原刺激的反應(yīng) 來(lái)檢測(cè)機(jī)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(lái)測(cè)定T細(xì)胞功能 用SPA的反應(yīng)來(lái)測(cè)定人B細(xì)胞的功能 用PWM來(lái)測(cè)定機(jī)體體液免疫和細(xì)胞免疫功能 三 免疫佐劑adjuvant 佐劑是一類能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的物質(zhì) 先與抗原或與抗原一起注入動(dòng)物體內(nèi) 可非特異性地增強(qiáng)機(jī)體對(duì)該抗原的特異性的免疫應(yīng)答 或改變免疫應(yīng)答類型 使抗原暫存 逐步釋放刺激淋巴細(xì)胞 能引起肉芽腫或炎癥細(xì)胞 參與刺激淋巴細(xì)胞增值與分化 佐劑有增強(qiáng)免疫應(yīng)答的能力 主要表現(xiàn)在 吸附作