免疫學(xué)抗原課件

第二章抗原(Antigen,Ag)李智濤醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室1掌握抗原的概念、抗原的兩種特性；抗原的異物性與特異性熟悉影響抗原免疫應(yīng)答的因素；抗原的種類了解超抗原、佐劑、絲裂原的概念目的要求2主要內(nèi)容

概述抗原的異物性與特異性影響抗原誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的因素抗原的種類非特異性免疫刺激劑3抗原免疫系統(tǒng)免疫應(yīng)答抗感染、抗腫瘤、自身穩(wěn)定超敏反應(yīng)、自身免疫病、腫瘤發(fā)生等特異性免疫應(yīng)答的根本過程?????4

抗原的概念

概述抗原〔antigen,Ag〕指能與T細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞外表的受體〔TCR或BCR〕特異性識別并結(jié)合，誘導(dǎo)T,B細(xì)胞活化產(chǎn)生〔特異性〕免疫應(yīng)答，即增殖分化產(chǎn)生抗體或效應(yīng)性T淋巴細(xì)胞，并與之結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮免疫效應(yīng)的物質(zhì)。5抗原的兩個根本特性AgBT漿細(xì)胞效應(yīng)性T細(xì)胞抗體T指抗原能刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞的能力。

1.免疫原性(immunogenicity)6AgTBT漿細(xì)胞致敏T細(xì)胞指抗原與其誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞特異性結(jié)合的能力。又叫免疫反響性，或反響原性。2.抗原性(antigenicity)78完全抗原〔completeantigen)--即通常所稱的抗原同時具有免疫原性和抗原性的物質(zhì)。。半抗原〔hapten〕又稱不完全抗原〔incompleteantigen〕，只具備抗原性而不具備免疫原性的物質(zhì)。半抗原與適當(dāng)?shù)妮d體結(jié)合即可成為完全抗原載體〔carrier〕賦予半抗原以免疫原性的蛋白質(zhì)。半抗原+蛋白質(zhì)完全抗原h(huán)aptencarrierantigen完全抗原與半抗原9藥物引起的蕁麻疹〔A〕和溶血性貧血〔B〕AB10特異性：物質(zhì)之間的相互吻合性或針對性?？乖禺愋裕杭纯乖碳C(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答及其與應(yīng)答產(chǎn)物發(fā)生反響所顯示的專一性。表現(xiàn)在：免疫原性的特異性抗原性的特異性亦即某一抗原只能刺激機(jī)體產(chǎn)生特定的抗體或致敏淋巴細(xì)胞,并只能與這種特定的抗體或淋巴細(xì)胞結(jié)合或相互作用。第一節(jié)抗原的特異性11

乙肝疫苗→刺激機(jī)體產(chǎn)生抗乙肝病毒的抗體→抗乙肝病毒抗體→與乙肝病毒結(jié)合，而不與丙肝或甲肝病毒結(jié)合。意義：*特異性是免疫應(yīng)答最重要的特點(diǎn)，也是免疫學(xué)診斷和防治的理論依據(jù)。12

〔一〕決定抗原特異性的分子結(jié)構(gòu)根底—抗原表位抗原表位的的概念抗原表位(epitope),亦稱抗原決定基(antigenicdeterminant)：抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)。是與淋巴細(xì)胞外表相應(yīng)受體〔TCR/BCR〕及抗體結(jié)合的根本結(jié)構(gòu)單位。它既是被免疫細(xì)胞識別的靶結(jié)構(gòu)，同時又是抗原性具有特異性的物質(zhì)根底。通常5~15個氨基酸殘基，5~7個多糖殘基或核苷酸可構(gòu)成一個表位。一個抗原表位的特異性由組成它的所有殘基共同決定。13抗原結(jié)合價抗原分子外表能夠與抗體分子結(jié)合的功能性表位的數(shù)量。一個半抗原相當(dāng)于一個抗原表位，僅能與抗體分子的一個結(jié)合部位結(jié)合。天然抗原一般都是大分子，含多種、多個抗原表位，是多價抗原，可以和多個抗體分子結(jié)合。14抗原特異性的物質(zhì)根底是抗原表位。其特異性不僅取決于抗原表位的性質(zhì)和數(shù)目，而且與化學(xué)基團(tuán)的空間位置以及空間構(gòu)象密切相關(guān)。影響抗原特異性的因素15

化學(xué)基團(tuán)的性質(zhì)決定抗原的特異性

16苯胺鄰位氨基苯甲酸間位氨基苯甲酸對位氨基苯甲酸抗載體－鄰位氨基苯甲酸抗載體－間位氨基苯甲酸抗載體－對位氨基苯甲酸針對以下物質(zhì)的抗血清半抗原化學(xué)基團(tuán)〔COOH〕的位置對半抗原-抗體反響特異性的影響

-

+++----++++

-

---++++17〔二〕抗原表位的類型1.根據(jù)結(jié)構(gòu)分為：順序表位主要有連續(xù)性、線性排列的短肽構(gòu)成，又稱線性表位。構(gòu)象表位由序列上不連續(xù)排列、空間上形成特定構(gòu)象的短肽、多糖殘基或核苷酸所構(gòu)成，也稱非線性表位。2.按識別的免疫細(xì)胞分類：T細(xì)胞表位由TCR識別的抗原決定基，主要是線性決定基。B細(xì)胞表位由BCR〔抗體〕識別的抗原決定基，可識別構(gòu)象或線性表位。

18

抗原連續(xù)性表位與非連續(xù)性表位1920T細(xì)胞和B細(xì)胞抗原表位的特性的比較 T細(xì)胞識別表位 B細(xì)胞識別表位 表位受體 TCRBCR MHC分子 必需 不需 表位性質(zhì)主要是線性多肽 天然多肽、多糖、脂多糖、有機(jī)化合物 表位大小8-12氨基酸(CD8+T)5-15氨基酸、5-7單糖 12-17氨基酸(CD4+T)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 抗原分子外表

21〔三〕半抗原〔表位〕--載體作用在人工抗原中，表位〔半抗原〕為簡單的有機(jī)化學(xué)分子，與蛋白質(zhì)載體偶聯(lián)后，可誘導(dǎo)出抗半抗原抗體。在免疫應(yīng)答中，B細(xì)胞識別半抗原，并提呈載體中的抗原表位給CD4＋T細(xì)胞，Th細(xì)胞識別載體表位，這樣載體就可把特異T細(xì)胞和B細(xì)胞連接起來〔T－B橋聯(lián)〕，T細(xì)胞才能激活B細(xì)胞。22半抗原(表位〕+載體抗體BT完全抗原BBBT23〔五〕

共同抗原與交叉反響共同抗原(commonantigen):不同的抗原具有相同或相似的抗原決定基〔共同表位〕，互稱為共同抗原或者交叉抗原。交叉反響(crossreaction):抗體或致敏淋巴細(xì)胞對具有相同或相似抗原表位的不同抗原〔共同抗原〕發(fā)生的反響。24AgAg交叉反響的根底:共同表位〔Ab1可識別Ag1、2、3分子上的決定基〕25〔一〕抗原異質(zhì)性與共同表位抗原異質(zhì)性：即抗原物質(zhì)的非均一性,多數(shù)抗原性物質(zhì)由不同分子組成，而同一分子外表可存在不同的表位。共同表位:即不同的抗原上存在的相同或相似的抗原決定基?！捕辰徊婵乖囊饬x引起疾?。喝珂溓蚓腥竞笠鸬娘L(fēng)濕性心肌炎、急性腎小球腎炎等診斷：立克次體感染診斷用變形桿菌抗原代替26

第二節(jié)影響抗原免疫原性的因素一.抗原的異物性異物：其經(jīng)典含義是指非機(jī)體自身物質(zhì)?，F(xiàn)定義為在胚胎期未與免疫活性細(xì)胞充分接觸過的物質(zhì)?？乖漠愇镄允菦Q定免疫原性的首要條件。異物性的程度取決于抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系：親緣關(guān)系或種屬關(guān)系越遠(yuǎn)，那么異物性越強(qiáng)，免疫原性越強(qiáng)。(異種物質(zhì),同種異體物質(zhì),自身抗原)27二、抗原分子的理化性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)：多數(shù)蛋白為良好抗原;多肽、多糖及脂類亦具一定的免疫原性。分子量大?。嚎乖姆肿恿恳话銥椤?0kDa

，且分子量越大，免疫原性越強(qiáng)。原因：不易被降解、、抗原表位越多、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜。分子量＜5KD的肽類一般無免疫原性。

結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與特殊的化學(xué)基團(tuán):如含芳香族氨基酸的蛋白質(zhì)免疫原性強(qiáng)。核酸的免疫原性弱，脂類一般無免疫原性。分子構(gòu)象構(gòu)象表位的改變影響抗原的免疫原性抗原表位的易接近性〔accessibility)一定的物理性狀：環(huán)狀結(jié)構(gòu)＞直鏈分子；聚合狀態(tài)＞單體；顆粒性＞可溶性28四、抗原進(jìn)入機(jī)體的方式

抗原進(jìn)入機(jī)體的數(shù)量、途徑、次數(shù)、兩次免疫間的間隔時間以及免疫佐劑的應(yīng)用和佐劑類型等都明顯影響機(jī)體對抗原的應(yīng)答。

抗原物質(zhì)需從非經(jīng)口途徑進(jìn)入機(jī)體。其由強(qiáng)及弱的規(guī)律為：皮內(nèi)>皮下>肌肉>腹腔(僅限于動物)>靜脈。三、宿主方面的因素遺傳因素?zé)o論是在不同種屬還是同一種屬，個體對某種物質(zhì)產(chǎn)生免疫應(yīng)答的能力都存在著極大的差異。年齡、性別和健康狀況29

五、佐劑的使用弗氏佐劑主要誘導(dǎo)IgG。

明礬主要誘導(dǎo)IgE。CpG主要誘導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答。

30

第三節(jié)

抗原的種類

〔一〕依據(jù)誘生抗體時需否Th細(xì)胞參與分類：◆胸腺依賴性抗原(thymus-dependentantigen,TD-Ag)，亦稱T細(xì)胞依賴性抗原，絕大多數(shù)蛋白及細(xì)胞抗原屬于TD抗原.◆胸腺非依賴抗原(thymus-independentantigen,TI-Ag)，亦稱T細(xì)胞非依賴抗原。TI-1抗原:具有激活多克隆B細(xì)胞作用,可刺激成熟與不成熟的B細(xì)胞活化、增殖,主要代表為細(xì)菌脂多糖;TI-2抗原:外表為多個重復(fù)表位,但只能刺激成熟的B細(xì)胞活化,該類抗原包括肺炎莢膜多糖,聚合鞭毛素等.31根據(jù)誘生抗體時對T細(xì)胞的依賴性32TD-AgTI-Ag化學(xué)特性可溶性蛋白細(xì)胞壁成分，多糖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)復(fù)雜，多表位單一表位表位組成B和T細(xì)胞表位重復(fù)B細(xì)胞表位T細(xì)胞輔助必需無需MHC限制性有無激活的B細(xì)胞B2B1免疫應(yīng)答體液和細(xì)胞免疫體液免疫抗體類型多種IgM,TI2-IgG免疫記憶有無TD-Ag和TI-Ag的特性比較33TD抗原和TI抗原示意圖34〔二〕根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類異種抗原〔xenogenicantigen〕:即來自不同種屬的抗原。(1)病原微生物及其產(chǎn)物；(2)植物蛋白；(3)動物來源的抗血清；(4)異種器官移植抗原等。同種異型抗原〔allogeneicantigen〕:亦稱同種抗原或同種異體抗原。來自同一種屬不同個體抗原。(1)紅細(xì)胞血型抗原；(2)主要組織相容性抗原；(3)Ig亦為同種抗原。異嗜性抗原〔heterophilicantigen〕:又稱Forssman(福斯曼)抗原。是一類與種屬無關(guān)的，存在于人、動物及微生物之間的共同抗原。35自身抗原〔autoantigen〕:來自自身的抗原。(1)隱蔽抗原或隔離抗原的釋放；(2)改變或修飾的自身抗原；(3)腫瘤抗原。獨(dú)特型抗原〔idiotypicantigen〕：TCR、BCR或Ig的V區(qū)所具有的獨(dú)特的氨基酸順序和空間構(gòu)型，可誘導(dǎo)自體產(chǎn)生相應(yīng)的特異性抗體，這些獨(dú)特的氨基酸序列所組成的抗原表位稱為獨(dú)特型〔idiotype,Id〕36外源性抗原(exogenousantigen)指由抗原提呈細(xì)胞〔APC〕從外部所攝取的蛋白抗原,如被吞噬的細(xì)胞或細(xì)菌等。經(jīng)抗原遞呈細(xì)胞加工為抗原肽并與MHCII類分子形成復(fù)合物,由CD4+T細(xì)胞的TCR識別。內(nèi)源性抗原(endogenousantigen)指在APC內(nèi)合成的抗原,如被病毒感染細(xì)胞合成的病毒蛋白和腫瘤細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白等。經(jīng)抗原遞呈細(xì)胞加工為抗原肽并與MHCI類分子形成復(fù)合物,由CD8+T細(xì)胞的TCR識別?！踩骋栏鶕?jù)抗原是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成

37根據(jù)抗原是否在APC內(nèi)合成38根據(jù)抗原誘導(dǎo)機(jī)體所致的免疫病理過程：移植抗原、腫瘤抗原、微生物抗原、引起超敏反響的變應(yīng)原或過敏原、導(dǎo)致免疫耐受的耐受原等根據(jù)抗原的理化性質(zhì)：顆粒性抗原與可溶性抗原;蛋白抗原、多糖抗原及多肽抗原等。根據(jù)抗原產(chǎn)生的方式：天然抗原與人工抗原〔四〕其他分類39

第四節(jié)其他非特異性免疫刺激劑二、佐劑〔adjuvant〕一、超抗原〔Superantigen,SAg〕三、絲裂原(mitogen)40概念:

在極低濃度下(1-10ng/ml),既能刺激大量T/B細(xì)胞活化，并誘導(dǎo)強(qiáng)烈免疫應(yīng)答的抗原物質(zhì)稱為超抗原。一、超抗原〔Superantigen,SAg〕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1:4-1:1041超抗原的作用特點(diǎn)無須APC加工，直接與MHC-II類分子非多態(tài)區(qū)外側(cè)結(jié)合；僅與TCRVβ片段結(jié)合；無MHC限制性；誘導(dǎo)的T細(xì)胞應(yīng)答,其效應(yīng)并非針對超抗原本身，而是通過分泌大量的細(xì)胞因子參與某些病理生理過程。4243—44超抗原的分類:外源性超抗原-金葡菌腸毒素，表皮剝脫毒素，關(guān)節(jié)炎支原體分裂原，小腸、結(jié)腸耶氏菌膜蛋白。內(nèi)源性超抗原-逆轉(zhuǎn)錄病毒蛋白。作用：SAg可能參與機(jī)體的某些生理與病理反響；與中毒性休克、某些自身免疫病、免疫耐受、ADIS等疾病狀態(tài)有關(guān)。45預(yù)先或與抗原同時注入體內(nèi)，可增強(qiáng)機(jī)體對該抗原的免疫應(yīng)答或改變機(jī)體免疫應(yīng)答的類型的非特異性免疫增強(qiáng)性物質(zhì)。

可非特異性增強(qiáng)體液免疫與細(xì)胞免疫。

二、佐劑adjuvant46(一)佐劑的種類

1．化合物包括氫氧化鋁、明礬、礦物油及吐溫80、弗氏不完全佐劑〔羊毛脂與石蠟油的混合物〕等，人工合成的多聚肌苷酸：胞苷酸(polyI:C)，脂質(zhì)體等。2．生物制劑〔1〕經(jīng)處理或改造的細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物。如卡介苗、短小棒狀桿菌、革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁成分脂多糖〔LPS〕和類脂A、源于分支桿菌的胞壁酰二肽等；細(xì)菌非甲基化CpGDNA；(2)細(xì)胞因子及熱休克蛋白等47〔二〕佐劑的作用機(jī)制1．改變抗原的物理性狀，延緩其降解和排除，延長抗原在體內(nèi)的滯留時間，以更有效地刺激免疫系統(tǒng)。2．刺激單核－巨噬細(xì)胞系統(tǒng)，增強(qiáng)其對抗原的處理和遞呈能力。3．刺激淋巴細(xì)胞的增殖與分化，放大免疫效應(yīng)。4.刺激局部炎癥反響，趨化更多吞噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞。48(三)

佐劑的應(yīng)用

1．

增強(qiáng)特異性免疫應(yīng)答

可用于預(yù)防接種及動物的抗血清制備。2．

作為非特異性免疫增強(qiáng)劑

可用于抗腫瘤與抗感染的輔助治療49

三、絲裂原(mitogen)可致細(xì)胞發(fā)生有絲分裂，進(jìn)而增殖，亦稱有絲分裂原。體外實(shí)驗(yàn)中，特定絲裂原可使靜止的淋巴細(xì)胞增殖和有絲分裂,即淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化〔lymphocytetransformation/proliferation〕。絲裂原可激活某一類淋巴細(xì)胞的全部克隆，故可將絲裂原視為非特異性多克隆激活劑。50絲裂原〔mitogen〕絲裂原受體絲裂原51重要的絲裂原T細(xì)胞絲裂原：刀豆蛋白A〔ConA〕、植物血凝素〔PHA〕、抗CD3抗體B細(xì)胞絲裂原：LPS、葡聚糖可刺激小鼠B細(xì)胞，SPA可刺激人B細(xì)胞美洲商陸〔PWM〕：可刺激T、B細(xì)胞52

一、病原微生物

二、細(xì)菌的外毒素和類毒素

三、異種動物血清

四、血型抗原

五、主要組織相容性抗原

六、腫瘤抗原幾種醫(yī)學(xué)上重要的抗原補(bǔ)充內(nèi)容53一、病原微生物54二、細(xì)菌的外毒素和類毒素外毒素類毒素三、異種動物血清中和外毒素過敏原55四、血型抗原ABO抗原56Rh抗原57MHC分子HLA六