抗原

,第二章 抗 原,教学目标,1、掌握抗原的概念与特性及医学上重要的抗原2、熟悉影响抗原免疫原性的因素及抗原的特异性与交叉反应,抗原（antigen, Ag）：指能与T、B淋巴细胞抗原受体(TCR/BCR)特异性结合，刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并与相应免疫应答产物（抗体和/或致敏淋巴细胞）在体内、外发生特异性结合反应的物质。,一、抗原（antigen，Ag）的概念,抗原 (Ag) :,与T细胞结合, 激活T细胞,记忆T细胞,活化的T杀伤细胞,与B细胞结合, 诱导B细胞释放抗体,记忆B细胞,活化的B细胞,抗体,免疫原性（immunogenicity）：指抗原能够刺激机体产生特异性抗体或致敏淋巴细胞的特性。,二、抗原的两个重要特性：,免疫反应（immunoreactivity）：指抗原能与相应免疫应答产物(抗体或致敏淋巴细胞)发生特异性结合产生免疫效应的特性，又称反应原性。,免疫原性（immunogenicity),能够刺激机体产生免疫应答，包括诱导产生抗体及效应淋巴细胞。,活化的B细胞,抗体,活化的T杀伤细胞,反应原性 (immunoreactivity),能与抗体或效应 T淋巴细胞特异性结合的能力。,根据抗原的特性可将抗原分为两类：完全抗原（complete antigen)：具有免疫原性和免疫反应性的物质。如蛋白质、细菌、病毒等。半抗原（hapten）：只具有免疫反应性的物质。多为小分子物质，如多糖、类脂、某些药物。载体(carrier)：可使半抗原成为完全抗原的物质。如血清蛋白。,半抗原,+,载体,抗体,完全抗原,半抗原载体效应示意图半抗原 + 蛋白质（载体） 完全抗原,第一节抗原的异物性与特异性1、抗原免疫原性的本质是异物性2、抗原的特异性是免疫应答中最重要的特点，也是免疫学诊断和免疫学防治的理论依据。,异物性：免疫原性的本质,异物：非机体自身正常成分或虽为自身成分但在胚胎期未与自身免疫系统接触过或发生改变的物质异物性物质 异种物质 同种异体物质 隐蔽或改变的自身物质,抗原来源与宿主种属关系越远，即异物性越强，免疫原性越强。,抗原特异性：指抗原诱导机体产生免疫应答及其与免疫应答产物（相应抗体和/或效应T细胞）结合相互作用的高度专一性。, 免疫原性的特异性 反应原性的特异性,Ag1,Ab1,Ag2,Ab2,免疫原性的特异性：某种抗原只能刺激机体产生某种特定的应答产物（抗体或致敏淋巴细胞)如：伤寒杆菌抗伤寒杆菌抗体抗原性的特异性:抗原只能与其相应的抗体或致敏淋巴细胞结合如：伤寒杆菌只能与抗伤寒杆菌抗体结合,抗原的特异性,抗原表位（epitope）是指存在于抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，是抗原与T、B细胞抗原受体（TCR/BCR）或抗体特异性结合的基本结构单位。又称抗原决定基（antigenic determinant）。,一、抗原表位,表位一般由515个氨基酸残基或57个多糖残基/核苷酸组成。,表位是抗原与相应抗体及淋巴细胞表面抗原受体特异性结合的基本单位。,抗原表位的类型：,B细胞表位T细胞表位,表位的性质、数目、位置及空间构型决定抗原的特异性。,COOH,SO3H,ASO3H2,不同化学集团的性质决定抗原的特异性,化学基团的位置对抗原特异性的影响,化学基团的空间位置对抗原特异性的影响,二、抗原结合价(antigen valence)：抗原分子表面能与相应抗体结合的抗原表位的数目。,三、共同抗原和交叉反应共同抗原（common antigen)：含有相同或相似抗原表位的抗原称为共同抗原。,交叉反应(cross-reaction)：一种共同抗原刺激产生的抗体，可与其它含有共同抗原表位的抗原结合发生反应，称交叉反应。,交叉抗原的生物学意义1、有时针对病原微生物的免疫应答可导致对人的免疫损伤。2、特异性诊断及鉴定时要考虑到交叉抗原可能产生的干扰。3、应用交叉抗原可能诱导出针对难以制备的抗原的免疫应答。,第二节 决定抗原免疫原性的条件,免疫原性取决于：物质本身的理化性质与机体的相互作用,一、抗原的异物性异物：凡是在胚胎期没有与机体免疫系统充分接触过的物质，均为异物。如微生物、异体物质、自身眼球晶状体蛋白等。,异物性是一种物质是否是抗原的先决条件。抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构的差异越大，异物性越强，免疫原性越强。,异物大致可以分为三类：异种物质：如病原微生物、异种动物血清、细菌外毒素等。同种异体物质：如 ABO 血型抗原、组织相容性抗原等。自身物质：结构改变了的自身物质，或自身隐蔽成分。,二、抗原的理化性质1、化学性质：天然大分子有机物，如蛋白质、糖蛋白、脂蛋白等多是良好的抗原。核酸、类脂、多糖等多为半抗原。,2、分子量大小,分子量大,抗原决定基多抗原分子结构复杂,不易被降解,持续刺激免疫细胞,高免疫反应,3、化学结构的复杂性化学结构复杂的物质一般免疫原性强；聚合体一般比单体免疫原性强；具有特殊的化学基团（芳香族氨基酸）的蛋白质免疫原性强。,4、分子构象和易接近性（accessibility) 易接近性（accessibility）：指抗原分子表面的特殊化学集团(即表位)与相应淋巴细胞结合的难易程度。 抗原分子中氨基酸残基所处侧链位置的不同可影响淋巴细胞抗原受体与表位的接近，从而影响抗原的免疫原性。,5、物理状态 化学性质相同的抗原可因其物理状态不同而呈现不同的免疫原性。一般而言：多聚体的免疫原性强于单体；颗粒性抗原的免疫原性强于可溶性抗原。,三、宿主因素,1、遗传因素主要表面在两个方面：不同种属动物对同一抗原产生免疫应答的强弱存在差异。,因个体遗传基因的不同，人群中对同一抗原可有不同程度的应答。这是因为机体对抗原的应答是受免疫应答基因（主要是MHC）控制的。,2、年龄、性别、健康状态：,青壮年幼年、老年雌性动物雄性动物体健者体弱者,3、免疫方法 决定抗原的免疫原性的因素还有抗原进入体内的途径，剂量以及是否应用佐剂等因素。 同一抗原进入机体的途径不同，其刺激机体产生免疫应答的强弱也不同。途径：皮内注射 皮下注射 肌肉注射腹腔注射静脉注射 口服,第三节 抗原的分类,一、抗原的分类（一）根据抗原诱导抗体产生时是否需要Th细胞辅助分为：,胸腺依赖抗原thymus dependent antigen, TD-Ag,胸腺非依赖抗原thymus independent antigen, TI-Ag,胸腺依赖抗原（TD-Ag）：指刺激B细胞产生抗体需要Th细胞辅助的抗原，亦称为T细胞依赖抗原。大多数抗原属于TD抗原。此类抗原表面既有T细胞表位，又有B细胞表位。,胸腺非依赖抗原(TI-Ag)：指刺激B细胞产生抗体无需Th细胞辅助的抗原，亦称为T细胞非依赖抗原。此类抗原表面具有单一重复的B细胞表位，但无T细胞表位。,TI-Ag可分为两种：TI-1Ag：具有多克隆B细胞激活作用，可激活成熟或未成熟的B细胞。如细菌脂多糖。,TI-2Ag：表面含有多个重复表位，只能激活成熟B细胞。如肺炎荚膜多糖，聚合鞭毛素等。,TD-Ag和TI-Ag的特点,第三节 抗原的种类及其生物学意义,2017/12/11,二、根据抗原提呈细胞内抗原的来源,1内源性抗原：在抗原提呈细胞（APC）内新合成的抗原 。 2外源性抗原：通过胞吞、胞饮和受体介导内吞等作用进入APC的抗原。,1、异种抗原2、同种异型抗原3、自身抗原4、异嗜性抗原,（三）根据抗原与机体的亲缘关系分,动物免疫血清（抗毒素）的两重性： 特异性抗体-中和毒素异种抗原，可刺激机体产生抗马血清抗体。,三、医学上重要的抗原1、异种抗原(xenogenic antigen)：来自不同种属的抗原物质称为异种抗原。病原微生物及其代谢产物、类毒素、植物蛋白、治疗用动物免疫血清。,外毒素,类毒素,第三节 抗原的种类及其生物学意义,2017/12/11,血型： ABO系统,A B O AB,抗原,抗体,A B A,B,抗B 抗A 抗A,抗B ,血型,2、同种异型抗原(allogenic antigen)：指同一种属不同个体所具有的抗原性物质。人类同种异型抗原：血型（红细胞）抗原人类主要组织相容性抗原,3、自身抗原（autoantigen）：指在机体发育过程中与免疫系统相对隔绝，未能与T、B淋巴细胞接触的自身物质或结构改变的自身物质。隐蔽的自身抗原：正常情况下不与免疫接触，在外伤、感染或手术不慎等情况下释放暴露于免疫系统，引起自身免疫应答。改变/修饰的自身抗原：在病原微生物感染或某些理化因素的影响下，结构发生改变的自身组织。,第三节 抗原的种类及其生物学意义,2017/12/11,4异嗜性抗原：指存在于人、不同种属动物、微生物、植物等之间的共同抗原。,乙型溶血性链球菌细胞壁C抗原、M抗原,急性肾小球肾炎,心瓣膜的糖蛋白、心肌成分,风湿热,A族链球菌,肾小球基底膜,4、肿瘤抗原（tumor antigen）：是细胞在癌变过程中出现的具有免疫原性的一些大分子物质的总称。肿瘤特异性抗原（tumor specific antigen，TSA）肿瘤相关抗原（tumor associated antigen，TAA）,TSA：是存在于某些肿瘤细胞，而不存在于正常细胞或其他肿瘤细胞的抗原。如黑色素瘤、结肠癌、乳腺癌抗原等。TAA：指非肿瘤细胞所特有，在正常细胞也可微量表达，只有在细胞发性癌变时，其含量才明显增高的一类抗原。如肝细胞癌变时甲胎蛋白（AFP）含量增高肠癌变时癌胚抗原（CEA）含量增高,5、超抗原（supperantigen，SAg）丝裂原（mitogen）佐剂（adjuvant）自学。,第三节 抗原的种类及其生物学意义,2017/12/11,四、其它分类,* 完全抗原和半抗原； * 天然抗原和人工抗原； * 颗粒性抗原和可溶性抗原 * 蛋白质抗原、多糖抗原和脂类抗原等 * 肿瘤抗原、移植抗原和自身抗原、过敏原、耐受原等,1.完全抗原和半抗原的区别？