抗原的概念及特性和實際意義

1、抗原的概念及特性和實際意義學(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。 Humoral Immune responseYYB cellsYYYYYantibodyCellular Immune response(Effector T cellT cells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。抗原的基本概念抗原TBT漿細(xì)胞效應(yīng)淋巴細(xì)胞抗體自然界中存在大于1017種抗原 我們生活中常見

2、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AgTBT漿細(xì)胞Effector T cellantibody抗原的兩大基本特性1、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。AgTBT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 reactbind and reactEffector T cellantibody所有抗原都具有Immunogenicity and reactionogenicity ？請看這個實驗：（三）半抗原半抗原

3、 (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)。haptencarriercomplete 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)，MHC3、改變或隱蔽的自身物質(zhì)如眼晶狀體蛋白，精子，腦組

4、織具有異物性的物質(zhì)分為：1、異種物質(zhì)1. 分子大小：10 kDa分子量大免疫原性強（一）抗原的理化性質(zhì)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。苯丙氨酸色氨酸酪氨酸簡單重復(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，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：

5、分子構(gòu)象：是指抗原分子中一些特殊化學(xué)基團的立體構(gòu)象。易接近性：是指抗原表面這些特殊的化學(xué)基團與淋巴細(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)基團在抗原分子中分布的部位有關(guān)?？乖肿咏Y(jié)構(gòu)的易接近性抗原與機體的相互作用三、抗原進入機體的方式四、宿主因素抗原劑量應(yīng)答無抗體產(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

6、時間、免疫次數(shù)佐劑的應(yīng)用常常利用免疫佐劑來提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

7、細(xì)胞結(jié)合而出現(xiàn)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)： 由空間構(gòu)象形成的表

8、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）： 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)。僅含一個表位的抗原為一價抗原，半抗原為單價

9、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)抗原甲抗原乙交叉反應(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)?？乖卓乖卓乖铱乖铱贵w1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。豚鼠綿羊共同抗原（Fossman抗原）Ag2Ag1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)刺激機體共同表位溶血性鏈球菌感染

10、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、抗原的種類抗原人工抗原人工結(jié)合抗原(偶氮蛋白、硝基苯蛋白等）人工合成抗原(合成多肽、共聚多肽、同聚多肽等)基因工程抗原(基因工程疫苗等）天然抗原自己非己正常自身組織成分及體液成分隱蔽的自身組織成分修飾的自身組織成分異種抗原(微生物、異種動植物蛋白質(zhì)分子)異型抗原(血型抗原、移植抗原、Ig、異型因子)異嗜性抗原T細(xì)胞依賴胸腺依賴抗原TD胸腺非依賴抗原TI來源內(nèi)源性抗原外源性抗原

11、性質(zhì)完全抗原不完全抗原復(fù)合半抗原簡單半抗原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抗原多個重復(fù)的B細(xì)胞表位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

12、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。 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： 同種異型異種 1.ABO血型系統(tǒng)： A、B、AB、O四型 血型 抗原（RBC） 抗體（

13、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)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+) 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

14、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一般抗原單克隆/寡克隆T 細(xì)胞應(yīng)答1:104 - 1:105超抗原多克隆T 細(xì)胞應(yīng)答

15、1:4 - 1:102. 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)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

16、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（incomplete 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

17、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、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