9抗原與抗體.ppt

1、第九單元 抗 原,南京農(nóng)業(yè)大學 張 煒,電話Email:,第節(jié)抗原與免疫原的概念,抗原與抗原性的概念 影響抗原免疫原性的因素 抗原決定簇 抗原的交叉性 抗原的分類 重要的抗原 佐劑,一、抗原與抗原性,抗原 凡能刺激機體產(chǎn)生抗體和效應性淋巴細胞并能與之結(jié)合引起特異性免疫反應的物質(zhì)稱為抗原（antige n）,抗原性 抗原分子具有抗原性（antigenicity）, 包括免疫原性與反應原性兩個方面的含義。 免疫原性（immunogenicity）：即抗原能刺激特定的免疫細胞，使 之活化、增殖、分化和產(chǎn)生免疫效應物質(zhì)（抗體和效應淋巴細胞）的特性 反應原性（immunorea

2、ctivity）:即抗原能與相應的免疫效應特質(zhì)（抗體和效應淋巴細胞）特異性結(jié)合，產(chǎn)生免疫反應的特征,二、 影響免疫原性的因素,抗原分子的特性 異源性；分子大??；化學組成與結(jié)構(gòu)；物理狀態(tài)；對抗原加工和遞呈的易感性 宿主生物系統(tǒng) 不同呼吸系統(tǒng)，不同個性，年齡，性別，健康狀態(tài) 免疫劑量及途徑 免疫劑量，接種途徑，接種次數(shù)及免疫佐劑等,三、抗原決定簇,表位的概念 抗原表位（epitope）:是存在于抗原分子的表面、決定抗原特異性的特殊化學基團。又稱抗原決定簇（antigen determinant),表位的大小 蛋白質(zhì)表位一般由5-7個氨基酸殘基組成 多糖抗原由5、6個多糖殘基組成； 核酸抗原的表位由

3、5-8個核苷酸殘基組成,表位的數(shù)量 抗原分子抗原表位的數(shù)目稱為抗原價（antigenic valence）；多個抗原表位的抗原稱多價抗原；一個表位的稱單價抗原，如簡單半抗原。,構(gòu)象表位和順序表位 抗原分子中由分子基團特定的空間構(gòu)象形成的表位（conformational epitope），又稱不連續(xù)表位（discontinuous epitope） 抗原分子中直接由分子基團的一級結(jié)構(gòu)序列（如氨基酸序列）決定的表位稱為順序表位（sequential epitope），又稱為連續(xù)性表位（continuous epitope）,T細胞表位和B細胞表位 在免疫應答過程中，B細胞抗原受體（B cell

4、receptor,BCR）和T細胞抗原受體（T cell receptor,TCR）所識別的表位具有不同的特點，分別被稱為B細胞表位和T細胞表位。,第節(jié)抗原的交叉性,自然界中存在著無數(shù)多的抗原物質(zhì)，不同的物質(zhì)之間可能存在共同的抗原表位，這種現(xiàn)象稱為抗原的交叉性，這些共有的抗原組成表位就稱為共同抗原（common antigen）。,第節(jié)抗原的分類,抗原性質(zhì)分類 完全抗原和不完全抗原（即半抗原） 完全抗原 既具有免疫原性又有反應原性的物質(zhì) 半抗原 只具有反應原性而缺乏免疫原性的物質(zhì),抗原加入和遞呈關系分類 外源性抗原通過吞飲或吞噬等作用被APC從細胞基質(zhì)外攝入的蛋白質(zhì)抗原，如細菌和某些可溶性蛋白

5、等 內(nèi)源性抗原在細胞內(nèi)合成的抗原，如病毒感染細胞所合成的病毒抗原等,根據(jù)抗原來源分類 異種抗原 同種異型抗原 自身抗原 異嗜性抗原,對細胞的依賴性分類 胸腺依賴性抗原，抗原 非胸腺依賴性抗原，T I抗原,根據(jù)化學性質(zhì)分類 蛋白質(zhì)、脂蛋白、糖蛋白、脂質(zhì)、多糖、脂多糖和核酸抗原等。,第節(jié)重要的抗原,微生物抗原 細菌的抗原 菌體抗原 鞭毛抗原 莢膜抗原 菌毛抗原 表面蛋白、分泌蛋白,病毒抗原 病毒表面抗原 病毒衣殼抗原 核蛋白抗原,真菌抗原：一般形成的抗體沒有保護作用 寄生蟲抗原 保護性抗原：能刺激機體產(chǎn)生中和抗體的抗原,超抗原 是指一類只需極低濃度（1-10ng/ml）既可激活大量的T細胞（2%2

6、0%某些亞型T細胞克隆）活化，產(chǎn)生極強的免疫應答的抗原因子 非微生物抗原 人工合成抗原,第節(jié)佐劑,一種物質(zhì)先于抗原或與抗原同時注入動手體內(nèi)，能非特異性地改變或增強對該抗原的特異性免疫應答，發(fā)揮輔助作用，這類物質(zhì)統(tǒng)稱為免疫佐劑（immunoadjuvant）簡稱佐劑（adjuvant）,佐劑的種類 不溶性鋁鹽類膠體佐劑 油水佐劑 微生物及其代謝產(chǎn)物佐劑 核酸及其類似物佐劑 免疫刺激復合物佐劑 脂質(zhì)體 蜂膠佐劑,第2節(jié) 免疫球蛋白與抗體,一、免疫球蛋白與抗體的概念,免疫球蛋白的概念 免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)是指存在于人和動物血液（血清）、組織液及其他外分泌液中的一類具有相似

7、結(jié)構(gòu)的球蛋白,抗體的概念,動物機體受到抗原物質(zhì)刺激后，由淋巴細胞轉(zhuǎn)化為漿細胞產(chǎn)生的，能與相應抗原發(fā)生特異性結(jié)合反應的免疫球蛋白，這類免疫球蛋白稱為抗體(antibody),抗體與免疫球蛋白的區(qū)別,免疫球蛋白是化學結(jié)構(gòu)上的概念 抗體是生物學功能上的概念 抗體都是免疫球蛋白 并非所有的免疫球蛋白都具有抗體活性,Ig的基本結(jié)構(gòu)： 四條對稱的多肽鏈構(gòu)成的單體 包括兩條相同的分子量較大的重鏈和兩條相同的分子量較小的輕鏈 重鏈和輕鏈均分為可變區(qū)和恒定區(qū),二、抗體的基本結(jié)構(gòu),輕鏈,可分為鏈及鏈兩種 同一單體中兩條輕鏈是相同 功能區(qū): 可變區(qū)(VL):超變區(qū)及抗體互補決定區(qū) 恒定區(qū)(CL),重鏈（heavy

8、chain),根據(jù)重鏈特性的不同，可將其分為、五種。 據(jù)此將免疫球蛋白分為五類。,絞鏈區(qū)的作用,CH1與CH2之間存在有絞鏈區(qū)，對木瓜酶及蛋白酶敏感，具有很好的彈性，可以自由展開至180度。,免疫球蛋白的特殊結(jié)構(gòu),連接鏈 （joining chain,鏈）， IgM和 Ig中含有 分泌成分（secretary component,） Ig特有的成分 糖類 免疫球蛋白是含糖量相當高蛋白質(zhì)，特別是IgM和 Ig,三、免疫球蛋白的種類與抗原決定簇,免疫球蛋白的種類 免疫球蛋白可分為類、亞類、型、亞型等。,（一）類 免疫球蛋白類（class）的區(qū)分是依據(jù)其重鏈區(qū)的理化特性及抗原性的差異， 在同種系所有

9、個體內(nèi)的免疫球蛋白可分為Ig、 Ig、 Ig、 Ig和Ig , 重鏈分別為、和 ，因此重鏈決定免疫球蛋白的種類。,Ig Ig Ig Ig Ig, ,（二）、免疫球蛋白的抗原決定簇,免疫球蛋白是蛋白質(zhì)，因此其本身可作為免疫原誘導產(chǎn)生抗體。一種動物的免疫球蛋白對另一種動物而言是良好的抗原。 免疫球蛋白不僅在異種動物之間具有抗原性，而且在同一種屬動物不同個體之間，以及自身體內(nèi)同樣是一種抗原物質(zhì)。 免疫球蛋白分子的抗原決定簇（表位）分為同種型決定簇、同種異型決定簇和獨特型決定簇。,四、各類免疫球蛋白的主要特性與免疫學功能,IgG IgG是人和動物血清中含量最高的免疫球蛋白，占血清免疫球蛋白總量的75%

10、-80% IgG主要由脾臟和淋巴結(jié)中的漿細胞產(chǎn)生 IgG是動物自然感染和人工主動免疫后，機體所產(chǎn)生的主要抗體，也是血清學診斷和疫苗免疫后監(jiān)測的主要抗體 IgG是唯一可通過胎盤的抗體，因此在新生兒的抗感染中起著十分重要的作用,IgM,IgM是動物初次體液免疫反應最早產(chǎn)生的免疫球蛋白，其儲量僅占血清免疫球蛋白的10%左右，主要由脾臟和淋巴結(jié)中B細胞產(chǎn)生，分布于血液中。 IgM是由5個單體分子組成的五聚體，單體之間由J鏈連接 在抗感染免疫的早期起著十分重要的作用，也可通過檢測IgM抗體進行疫病的血清學早期診斷,IgA,IgA以單體和二聚體兩種分子形式存在，單體存在于血清中，稱為血清型IgA，占血清免

11、疫球蛋白的10%-20% 由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等部位的黏膜固有層中的漿細胞所產(chǎn)生的。 兩個單體由J鏈連接在一起 分泌型IgA對機體呼吸道、消化道等局部免疫起著相當重要的作用，特別是對于一些經(jīng)黏膜途徑感染的病原微生物，動物機體的這種黏膜免疫功能就顯得十分重要。,Structure Serum - monomer Secretions (sIgA) Dimer (11S) J chain Secretory component,IgE,IgE以單體分子形式存在，其重鏈比鏈多一個功能區(qū)（CH4）,此區(qū)是與細胞結(jié)合的部位。 IgE由呼吸道和消化道黏膜固有層的漿細胞產(chǎn)生的 IgE是一種親細胞性的

12、抗體， IgE易于與皮膚組織、肥大細胞、血液中的嗜堿性粒細胞和血管內(nèi)皮細胞結(jié)合。結(jié)合在肥大細胞和嗜堿性粒細胞上的IgE與抗原結(jié)合后，能引起這些細胞脫粒，釋放組織胺等活性介質(zhì)，從而引起I型過敏反應。 IgE在抗寄生蟲感染中具有重要的作用。,五、 多克隆抗體,采用傳統(tǒng)的免疫方法，將抗原物質(zhì)經(jīng)不同途徑注入動物體內(nèi)，經(jīng)數(shù)次免疫后采取動物血液，分離出血清，由此獲得的抗血清即為多克隆抗體（polyclonal antibody,PcAb） 針對同一抗原決定簇的抗體仍是由不同B細胞克隆產(chǎn)生的不同質(zhì)的抗體組成。,多克隆抗體制備的步驟,抗原制備,免疫動物,采血,收集血清,六、單克隆抗體,單克隆抗體是指由一個B細

13、胞分化增殖的子代細胞（漿細胞）產(chǎn)生的針對單一抗原決定簇的抗體。 這種抗體的重鏈、輕鏈及其V區(qū)獨特型的特異型性、親和力、生物學性狀及分子結(jié)構(gòu)均完全相同。 這種雜交瘤細胞既具有骨髓瘤細胞無限繁殖的特性，又具有B細胞分泌特異性抗體的能力，由克隆化的B細胞雜交瘤所產(chǎn)生的抗體即為單克隆抗體（monoclonal antibody,McAb）,雜交瘤細胞產(chǎn)生 單克隆抗體示意圖,第3節(jié) 免疫系統(tǒng),免疫器官的組成及功能 免疫細胞的分類及生物學功能 免疫分子的組成 補體系統(tǒng)的概念、組成和激活后效應,骨髓,胸腺,腔上囊,淋巴結(jié),脾臟,哈德氏腺,黏膜相關淋巴組織,T，B淋巴細胞,自然殺傷性細胞和殺傷細胞,輔佐細胞,

14、粒細胞和肥大細胞,細胞因子,補體,抗體,中樞免疫器官,外周免疫器官,免疫器官,免疫細胞,免疫系統(tǒng),免疫分子,一、 免疫器官的組成及功能,機體執(zhí)行免疫功能的組織結(jié)構(gòu)稱為免疫器官（immune organ） 它們是淋巴細胞和其他免疫細胞發(fā)生、分化成熟、定居和增殖以及產(chǎn)生免疫應答的場所。 根據(jù)其功能的不同分為中樞免疫器官和外周免疫器官,（一）、中樞免疫器官,中樞免疫器官（central immune organ）又稱初級免疫器官（primary immune organ）, 是淋巴細胞等免疫細胞發(fā)生、分化和成熟的場所 包括骨髓、胸腺、法氏囊。,1.骨髓（bone marrow）,各種血細胞發(fā)生和分化

15、的場所 B細胞、NK細胞分化成熟的場所,血細胞和免疫細胞發(fā)生和分化,骨髓中的造血干細胞（hematopoietic stem cells）首先分化成髓樣干細胞和淋巴干細胞， 髓樣干細胞進一步分化成紅細胞系、單核細胞系、粒細胞系和巨核細胞系；,淋巴干細胞則發(fā)育為各種淋巴細胞的前體細胞， 一部分隨血流進入胸腺發(fā)育成熟為胸腺依賴性淋巴細胞（thymus dependent lymphocytes）簡稱T細胞。 另一部分前體細胞在骨髓內(nèi)繼續(xù)發(fā)育成熟為骨髓依賴性淋巴細胞（bone marrow dependent lymphocytes）,鳥類進入腔上囊發(fā)育成為囊依賴性淋巴細胞（bursa depend

16、ent lymphocytes）均簡稱為B細胞,2.胸腺,胸腺是T細胞分化成熟的中樞免疫器官,3. 腔上囊,腔上囊也稱為法氏囊（bursa of Fabricius）,是鳥類泄殖腔側(cè)的囊狀組織，結(jié)構(gòu)與胸腺相似。 雞為球形橢圓狀囊，鵝、鴨呈圓筒狀 從骨髓來的前B細胞在囊內(nèi)微環(huán)境和囊激素作用下分化成熟為B細胞，經(jīng)血流遷移到外周淋巴器官的非胸腺依賴區(qū)定居。,左:正常 右:傳染性法氏囊感染,（二） 外周免疫器官,1.淋巴結(jié)（lymph nodes,LN）,過濾和清除異物 侵入機體的致病菌等異物，通常隨組織淋巴液進入淋巴結(jié)內(nèi)，淋巴中的巨噬細胞能有效地吞噬和清除這些細菌等異物。 產(chǎn)生免疫應答 淋巴結(jié)的實質(zhì)

17、部分中的APC（抗原提呈細胞）將抗原處理后，提呈給T、B細胞并使之活化成致敏T細胞和漿細胞。,2.脾臟,血液濾過作用 脾臟中的巨噬細胞可清除異物及衰老的血細胞等 滯留淋巴細胞的作用 增進免疫應答 產(chǎn)生免疫應答 T、B細胞在其中活化成致敏T細胞和漿細胞 產(chǎn)生吞噬細胞增強激素,3.哈德氏腺,存在于禽類眼窩內(nèi)的腺體 在免疫雛雞時，它對疫苗能產(chǎn)生應答反應，且不受母源抗體的干擾 4.其它淋巴組織,二、免疫細胞的分類及功能,所有直接或間接參與免疫應答的細胞統(tǒng)稱為免疫細胞(immunocyte) 根據(jù)它們在免疫應答中的功能及其作用機體分為淋巴細胞和輔助細胞兩大類,淋巴細胞按免疫功能不同，可分為T細胞、B細胞

18、、NK細胞和殺傷細胞等。 T細胞和B細胞分別負責細胞免疫和體液免疫稱為免疫活性細胞（immunocompetent cells ,ICC） 單核吞噬細胞和樹突狀細胞，在免疫應答過程中起重要的輔佐作用，稱免疫輔佐細胞，具有捕獲和處理抗原以及能把抗原遞呈給免疫活性細胞的功能。,（一）免疫活性細胞-T細胞和B細胞,1.T細胞 T細胞即胸腺依賴淋巴細胞（thymus dependent lymphocyte）。源于骨髓的多能干細胞（胚胎期則來源于卵黃囊和肝） 在胚胎期和初生期，骨髓中的一部分多能干細胞或前T細胞遷移到胸腺內(nèi)，在胸腺激素的誘導下分化成熟，成為具有免疫活性的T細胞。 成熟的T細胞經(jīng)血流分布

19、至外周免疫器官的胸腺依賴區(qū)定居，并可經(jīng)淋巴管、外周血和組織液等進行再循環(huán)，發(fā)揮細胞免疫及免疫調(diào)節(jié)等功能。,2.B淋巴細胞 B淋巴細胞來源于骨髓的多能干細胞。是由骨髓中的淋巴干細胞分化而來。 在法氏囊/骨髓內(nèi)發(fā)育生成，故又稱囊依賴淋巴細胞/骨髓依賴性淋巴細胞 成熟的B細胞經(jīng)外周血遷出，進入脾臟、淋巴結(jié)，主要分布于脾小結(jié)、脾索及淋巴小結(jié)、淋巴索及消化道粘膜下的淋巴小結(jié)中，受抗原刺激后，分化增殖為漿細胞，合成抗體，發(fā)揮體液免疫的功能。,（二） NK細胞和K細胞,殺傷性淋巴細胞（killer lymphocyte）:簡稱為K細胞，占血液中淋巴細胞總數(shù)的57。 K細胞膜上有Fc受體（抗體的受體），當抗體

20、與靶細胞（抗原）結(jié)合時，K細胞以Fc受體與具有特異性抗體的Fc端相結(jié)合，使靶細胞迅速失去活性，而殺傷靶細胞。K細胞必須在抗體協(xié)助下才能具有免疫殺傷作用，所以K細胞又稱抗體依賴性細胞毒細胞（antibody dependent cell-mediated cytotoxic cell，ADCC） K細胞主要攻擊比微生物大的靶 細胞，可以是病毒感染的細胞，如慢性活動性肝炎中的肝細胞，由于這種細胞體積大，難以被吞噬，K細胞具有細胞外的殺傷作用，將它們清除,自然殺傷性淋巴細胞（natural killer lymphocyte）:簡稱NK細胞，占血中淋巴細胞總數(shù)的25NK細胞在人體內(nèi)分布廣泛， NK細胞是大淋巴細胞，平均直徑為1215mNK細胞不需抗原激活，更不需抗體的協(xié)助，它可直接殺傷靶細胞，例如被病毒感染的細胞和腫瘤細胞，NK細胞的這種抗感染和抗腫瘤