膠原的抗原性和免疫原性(-7-4)匯編課件

膠原的抗原性和免疫原性(2011-7-4)影響免疫原性的因素膠原的結(jié)構(gòu)供體/受體種屬特性植入部位交聯(lián)方法（戊二醛）提取方式（酶、酸）

其他純度影響因素1——膠原的結(jié)構(gòu)兩個重要概念抗原性特指膠原與分泌型抗體的結(jié)合和作用能力與自身耐受和種間差異密切相關(guān)免疫原性能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫

應(yīng)答反應(yīng)的能力它指的是一個包括形成（和作用于）上述特異性抗體的過程?！翱乖瓫Q定簇”抗原決定簇位于抗原分子上（表面或內(nèi)部）與抗體相互識別和結(jié)合的位點(diǎn)（一個表面或空間結(jié)構(gòu)）引起強(qiáng)烈或微弱的免疫應(yīng)答，或根本不產(chǎn)生免疫應(yīng)答反應(yīng)膠原的抗原決定簇被分為三大類：螺旋區(qū)[圖1（a）]——被抗體三維構(gòu)象所識別（如一個完整的三螺旋結(jié)構(gòu)）中央?yún)^(qū)[圖1（b）]——定位于原膠原的三螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)，但與抗體的識別主要依賴于氨基酸序列，而不是三維空間構(gòu)象末端區(qū)[圖1（c）]——定位于膠原分子的非螺旋結(jié)構(gòu)的末端區(qū)域（末端肽）膠原氨基酸序列的同源性問題三螺旋結(jié)構(gòu)種屬同源性很高與哺乳動物相比，氨基酸序列的同源性高達(dá)？端肽大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為主要抗原決定簇位于端肽區(qū)域部分研究認(rèn)為除了端肽外，主要抗原位點(diǎn)是位于中央?yún)^(qū)或三螺旋區(qū)的Furthmayr

F,Stoltz

M,Becker

U,Beil

W,Timpl

R.Chicken

antibodies

to

soluble

ratcollagen.II.Specificityof

the

reactions

with

individual

polypeptide

chains

andcyanogenbromide

peptides

of

collagen.Immunochemistry1972;9:789-798.NowackH,HahnE,TimplR.Specificityoftheantibody

responseininbredmiceto

bovinetypeIandtypeIIcollagen.

Immunology1975;29:621-628影響因素2——供體/受體的種屬類別臨床結(jié)果顯示：正常人群約有2-4%對牛I型膠原存在天然的過敏反應(yīng)；而與金屬鎳（10-15%）或乳膠（6%）相比，發(fā)生率相對比較低。影響因素3——提取方法酸溶性膠原，端肽結(jié)構(gòu)不完整胃蛋白酶溶解的膠原，屬于端肽缺陷型膠原酸溶法和酶溶解法制備的膠原，二者在免疫反應(yīng)這一塊有何差異？目前并不清楚Questions：端肽的去除對于臨床判斷免疫學(xué)反應(yīng)到底有何價值和意義？膠原中的酸溶部分與中性鹽溶部分似乎存在共同的抗原決定簇膠原中的不溶性部分，具有免疫原性，但不會產(chǎn)生一些能與可溶性膠原具有交叉反應(yīng)性的抗體（？）Formation

of

Collagen.

I.

Antigenicity

of

Collagen

Fractions

Paz

et

al.

Exp.

Biol.Med..1963;

113:

98-100補(bǔ)充膠原蛋白酶對膠原蛋白的水解主要破壞膠原的螺旋區(qū)，使

其變成小分子肽鏈胃蛋白酶對膠原蛋白的酶解促溶,

只是切除膠原蛋白的尾肽,使其變?yōu)榭扇苊柑崛『退崽崛〉哪z原

在性質(zhì)上無顯著不同胃蛋白酶切割示意圖端肽的作用參與膠原的交聯(lián)、纖維形成過程切除端肽導(dǎo)致膠原三螺旋結(jié)構(gòu)不完整溶解性增加膠原發(fā)生不定向重排失去帶狀纖維排列方式關(guān)于端肽因氨基端端肽切除有殘余抗原位點(diǎn)被保留，使得處理后的膠原與天然膠原的抗原性往往無法區(qū)分開來BeilW,TimplR,FurthmayrF.Conformationdependence

of

antigenicdeterminants

on

thecollagen

molecule.Immunology1973;24:13-24影響因素4——純度非膠原成分是導(dǎo)致膠原止血材料引起免疫反應(yīng)的最主要因素DeLustroF,CondellRA,NguyenMA,McPhersonJM.A

comparative

study

of

thebiologic

and

immunological

response

to

medical

devices

derived

from

dentalcollagen.J

Biomed

MaterRes1986;20:109-120TsudaH,HigashiS,IwanagaS,KubotaT,MoritaT,Yanaga

K.Development

of

antitissue

factor

antibodies

in

patients

after

liver

surgery.Blood1993;82:96-102影響因素5——植入位點(diǎn)材料的植入位點(diǎn)與其免疫反應(yīng)也有一定的關(guān)聯(lián)性與血液循環(huán)系統(tǒng)或淋巴系統(tǒng)距離越遠(yuǎn)，發(fā)

生免疫反應(yīng)的幾率越小植入部位可能使材料暴露于免疫系統(tǒng)中，因而被排斥，反之，則呈現(xiàn)“免疫沉默現(xiàn)象”。Dahm

M,Lyman

WD,Schwell

AB,Factor

SM,Frater

RW.Immunogenicity

of

glutaraldehydetanned

bovine

pericardium.J

Thorac

Cardiovasc

Surg1990;99:1082-1090Courtman

DW,Errett

BF,Wilson

GJ.The

Role

of

crosslinking

in

modification

of

theimmune

response

elicited

against

xenogenic

vascular

acellular

matrices.J

BiomedMater

Res2001;55:576-586影響因素6——交聯(lián)處理戊二醛交聯(lián)能夠有效降低免疫原性，因交聯(lián)作用重塑或修飾了膠原的主要抗原性位點(diǎn)，減少了其與抗體的結(jié)合能力戊二醛交聯(lián)導(dǎo)致免疫反應(yīng)增強(qiáng)，是戊二醛本身的細(xì)胞毒性引起？還是戊二醛導(dǎo)致了抗原性位點(diǎn)的暴露？Courtman

DW,Errett

BF,Wilson

GJ.The

Role

of

crosslinking

in

modificationof

the

immune

response

elicited

against

xenogenic

vascular

acellularmatrices.J

Biomed

MaterRes2001;55:576-586SpeerDP,ChvapilM,EskelsonCD,UlreichJ.Biological

effects

of

residualglutaraldehyde

in

glutaraldehyde-tanned

Collagen

biomaterials.J

BiomedMater

Res

1980;14:753-764人類對牛膠原的免疫原性僅一篇文獻(xiàn)提出：對胃蛋白酶處理的牛膠原，其三螺旋區(qū)和中央?yún)^(qū)的抗原決定簇是

引起人類免疫應(yīng)答反應(yīng)的主要抗原位點(diǎn)（與人體抗血清反應(yīng)）目前尚沒有證據(jù)表明，人類對牛膠原和豬膠原發(fā)生免疫反應(yīng)的的主要抗原性位點(diǎn)是

位于端肽內(nèi)部的。EllingsworthLR,DeLustroF,BrennanJE,SawamuraS,McPhersonJ.The

human

immuneresponse

to

reconstituted

bovine

collagen.J

Immunol1986;136:877-882

在雞血清中發(fā)現(xiàn)針對2種抗原決定簇的抗血清具有同等滴度；

只在兔抗血清中發(fā)現(xiàn)具有末端非螺旋區(qū)的抗原決定簇特異性的抗體產(chǎn)生；

復(fù)性常常伴隨著一個明顯的血清活性恢復(fù)的過程

螺旋型抗原決定簇具有一個不完整的三螺旋結(jié)構(gòu)，能夠被大鼠抗血清所識別；

用變性膠原進(jìn)行免疫，則發(fā)現(xiàn)只能針對中央?yún)^(qū)決定簇產(chǎn)生免疫反應(yīng)；(Immunology,1973,24,13)+為天然膠原；++為變性膠原ZYDERM

抗體不僅與天然牛皮膠原反應(yīng)，還可以與熱變性的牛皮膠原反應(yīng)具有過敏反應(yīng)的患者血清中抗膠原（天然膠原或熱變性膠原)抗體滴度ELISA分析ZYDERM

膠原植入劑過敏患者的血清學(xué)、組織學(xué)和免疫學(xué)檢查純化膠原的a1(I)和a2（I）肽鏈能與抗血清反應(yīng)含ZCI抗體的血清與天然/熱變性牛Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型膠原的反應(yīng)性所有血清中89%含有a1-CB6特異性抗體，77%含有抗a2-CB4特異性抗體，

65%抗體能與兩種CB片段反應(yīng)。除此外，大部分血清（77%）包含特異于兩種或更多種主要CB肽特異性的抗體。最少的抗原性片段是a2-CB3,5（8%）。血清中還含有天然和熱變性牛Ⅲ型和Ⅱ型膠原的抗體，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)種屬間（大鼠或豚鼠）交叉反應(yīng)的存在（I和Ⅱ型膠原）。這些血清中并不含有特異于人的I型，Ⅱ型和

Ⅲ型膠原的抗體。抗牛間質(zhì)ZCI膠原的抗血清，與豚鼠和大鼠來源的天然/變性Ⅰ/Ⅱ型膠原間無交叉反應(yīng)性局部ZCI超敏反應(yīng)的患者血清，與人Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型膠原間無交叉反應(yīng)性市售膠原制品及其應(yīng)用膠原組織工程皮膚

國內(nèi)僅1個獲批產(chǎn)品——安體膚（國食藥監(jiān)械(準(zhǔn))字2007第3461110號）

表皮層由人表皮細(xì)胞構(gòu)成，真皮層由人成纖維細(xì)胞和牛膠原蛋白構(gòu)成。

陜西艾爾膚生物工程有限公司市售膠原制品免疫原性及副作用牛膠原注射劑臨床副反應(yīng)超敏反應(yīng)——最常見的副反應(yīng)皮試人群3%(偶有高達(dá)10%，因產(chǎn)品而異）在注

射部位發(fā)生（最初72h內(nèi)）治療患者中1-2%（偶有高達(dá)5%，因產(chǎn)品而異）

在注射部位出現(xiàn)隨時間延長，被宿主機(jī)體吸收，副作用消失在發(fā)生超敏反應(yīng)的人群中，約有90-100%人群血清中證實(shí)存在牛膠原抗體這些抗體特異于牛I型膠原，而不會與人類的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型膠原存在交叉反應(yīng)。一過性的非炎癥反應(yīng)——24-48h內(nèi)消失短時腫脹輕微發(fā)紅注射區(qū)輕度水腫或瘙癢肉芽腫（發(fā)生率1/萬）急性水皰略感不適

亞急性潰瘍陰性皮膚試驗(yàn)不代表以后的皮膚試驗(yàn)也是陰性的（？）其他膠原的免疫原性大鼠膠原（可溶性）兔抗大鼠膠原在大鼠中的組織定位研究發(fā)現(xiàn)，

抗體會定位于腎小球基底膜或腎小管上及