医学免疫学第六版3 抗原

1、抗抗 原原辽辽 宁宁 医医 学学 院院 免疫学教研室免疫学教研室抗原抗原T 细胞细胞效应效应T 细胞细胞B B细胞细胞记忆记忆 B B 细胞细胞浆细胞浆细胞抗体抗体识别识别活化活化增殖增殖分化分化分泌分泌APC吞噬吞噬加工加工提呈提呈抗原肽抗原肽记忆记忆T 细胞细胞识别识别活化活化增殖增殖分化分化1内内 容容u基本概念基本概念u抗原的性质与分子结构基础抗原的性质与分子结构基础u影响抗原免疫应答的因素影响抗原免疫应答的因素u抗原类型抗原类型u非特异性免疫刺激剂非特异性免疫刺激剂基本概念基本概念抗原抗原(Antigen(Antigen，Ag)Ag)：所有能激活和诱导免疫应答的物质。所有能激活和诱导

2、免疫应答的物质。 能与能与T T细胞或细胞或B B细胞的细胞的TCRTCR或或BCRBCR结合（与免结合（与免疫细胞结合），促使其增值疫细胞结合），促使其增值、分化，产生分化，产生抗体或致敏淋巴细胞；并与之特异性结合，抗体或致敏淋巴细胞；并与之特异性结合，进而发挥免疫效应的物质。进而发挥免疫效应的物质。蛋白质，多糖、脂类和核酸等31.1抗原的基本性质抗原的基本性质抗原具备两个重要特性：抗原具备两个重要特性：l免疫原性免疫原性(immunogenicity(immunogenicity) )： 指抗原指抗原刺激刺激机体产生抗体或致敏淋巴机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。细胞的能力。 l抗原性抗原

3、性(antigenicity(antigenicity)/)/免疫反应性免疫反应性 指抗原与免疫应答产物指抗原与免疫应答产物( (抗体或致敏抗体或致敏淋巴细胞淋巴细胞) )发生发生特异性结合特异性结合的能力。的能力。 免疫原性与免疫反应性示意图免疫原性与免疫反应性示意图免疫原（免疫原（immunogenimmunogen).). 又称完全抗原又称完全抗原(complete antigen)(complete antigen) 半抗原（半抗原（haptenhapten).). 又称不完全抗原又称不完全抗原(incomplete antigen)(incomplete antigen) 免疫原性免

4、疫原性抗原性抗原性抗原性抗原性1.1抗原的基本性质抗原的基本性质半抗原半抗原大分子蛋白质大分子蛋白质/ /非抗非抗原性的多聚赖氨酸原性的多聚赖氨酸载体载体载体载体（carrier）使半抗原变成使半抗原变成完全抗原的物质完全抗原的物质. 完全抗原完全抗原6(青霉素）青霉素）1.1抗原的基本性质抗原的基本性质I型超敏反应型超敏反应 特异性特异性是指某一特定抗原刺激可以从免疫系统淋巴是指某一特定抗原刺激可以从免疫系统淋巴细胞库中选择出相应的细胞库中选择出相应的T T细胞或细胞或B B细胞克隆，淋巴细细胞克隆，淋巴细胞与相应抗原的结合具有高度的特异性；胞与相应抗原的结合具有高度的特异性； 多样性是指T

5、细胞库或B细胞库呈高度的异质性，是许许多多特异性识别抗原细胞克隆的总和，赋予机体具有识别周围环境中数量极大的抗原种类并与之发生反应的能力。1.2适应性免疫应答的抗原特异性适应性免疫应答的抗原特异性HBsAg机体免疫系统 HBsAg特异性抗体HBsAg特异性抗体仅与HBsAg特异性结合Hepatitis Virus1.3决定抗原特异性的分子基础决定抗原特异性的分子基础特异性特异性 ：即即抗原性抗原性的本质的本质 抗原决定基抗原决定基(antigenic determinant) 或或抗原表位抗原表位(epitope) ：Ag分子中决定分子中决定Ag特异性的特殊化学基团，特异性的特殊化学基团，是抗

6、原与是抗原与T/B细胞受体细胞受体(TCR/BCR)或抗体特或抗体特异性结合的最小结构与功能单位。异性结合的最小结构与功能单位。 515 aa组成，组成， 多糖残基或核苷酸组成多糖残基或核苷酸组成 医学上重要的抗原医学上重要的抗原 Ag2抗原的特异性抗原的特异性Ag1抗原决定基抗原决定基/表位表位 抗原的结合价抗原的结合价 抗原的结合价（antigenic valence ）是指1个抗原分子中能和抗体结合的抗原表位的总数。 半抗原为一价，而天然抗原一般是大分子，由多种、多个抗原决定基组成，是多价抗原，可以和多个抗体分子交互结合。多价抗原多价抗原抗原的特异性抗原的特异性抗原表位（决定基）的类型：

7、抗原表位（决定基）的类型：1. 1.根据结构根据结构：1)1)构象表位构象表位 (conformational epitope(conformational epitope) )： 2)2)顺序表位顺序表位(sequential epitope(sequential epitope) )： 抗原的异物性与特异性抗原的异物性与特异性1，2，4，5- sequential epitope，3- conformational epitope2.2.根根据据T T、B B淋巴细胞识别淋巴细胞识别 T T细胞表位：细胞表位： 能与能与T T细胞细胞受体（受体（TCRTCR）结合）结合 B B细胞表位：细

8、胞表位： 能与能与B B细胞细胞受体（受体（BCRBCR）结合）结合抗原的异物性与特异性抗原的异物性与特异性 在免疫应答中，在免疫应答中，TCR和和BCR 所识别的抗原所识别的抗原表位不同，分别称为表位不同，分别称为T细胞表位和细胞表位和B细胞表位。细胞表位。（1）人胰高血糖素免疫小鼠）人胰高血糖素免疫小鼠1234567891011121314 15161718NH31920212223242526272829COOH（2）产生特异性抗体和效应）产生特异性抗体和效应T细胞细胞抗体：针对抗体：针对N端端117氨基酸残基氨基酸残基T效应细胞：针对效应细胞：针对C端端1829氨基酸残基氨基酸残基没有

9、发现一个表位同时被没有发现一个表位同时被T细胞和细胞和B细胞识别细胞识别*B细胞表位是天然的，细胞表位是天然的，*位于分子的表面或转折处位于分子的表面或转折处*为为构象决定基或顺序决定基构象决定基或顺序决定基*是抗原分子的三级结构是抗原分子的三级结构COOH123 456789101112131415161718NH31920212223242526272829* T细胞表位细胞表位是抗原提呈细是抗原提呈细胞加工提呈的胞加工提呈的抗原肽抗原肽*呈线性排列呈线性排列* * *位于抗原分子的表面位于抗原分子的表面 抗抗原原 抗体表位 抗原中被抗原中被BCR 和抗体分和抗体分子所识别的部位称为子所识

10、别的部位称为B细胞细胞表位（表位（B cell epitope）。）。*具有构象依赖性具有构象依赖性 （抗原表（抗原表位与抗体分子的抗原结合部位与抗体分子的抗原结合部位在空间上互补才能保证抗位在空间上互补才能保证抗原与抗体的紧密结合。）原与抗体的紧密结合。）（1）B细胞表位细胞表位 (B cell epitope)（2）T细胞表位细胞表位 (T cell epitope) 抗原分子中被抗原分子中被MHC分子递呈并被分子递呈并被TCR识别的肽段称为识别的肽段称为T细胞表位（细胞表位（T cell epitope ）。）。 TCRMHCHIV peptide T细胞表位细胞表位 B细胞表位细胞表位

11、表位受体表位受体 TCR BCRMHC分子参与分子参与 必需必需 无需无需表位性质表位性质 主要是线性短肽主要是线性短肽 天然多肽天然多肽 多糖多糖 脂多糖脂多糖 有机化和物质有机化和物质 表位大小表位大小 8-10 aa (CD8+ cell) 5-15 aa 或或5-7 单糖，核苷酸单糖，核苷酸 13-17 aa (CD4+ cell)表位类型表位类型 线性表位线性表位 构象表位；线性表位构象表位；线性表位表位位置表位位置 Ag分子任意部位分子任意部位 Ag分子表面分子表面抗原的特异性抗原的特异性T T细胞表位与细胞表位与B B细胞表位的特性比较细胞表位的特性比较1.4半抗原载体效应半抗原

12、载体效应半抗原载体效应 BTBBBT抗原的异物性与特异性抗原的异物性与特异性 医学上重要的抗原医学上重要的抗原 共同抗原表位共同抗原表位 (common epitope)不同抗原之间含有相同或相似的抗原表位 交叉反应交叉反应 (cross-reaction)抗体或致敏淋巴细胞对具有共同抗原表位的不同抗原的反应 1.5共同抗原表位和交叉反应共同抗原表位和交叉反应牛痘疫苗牛痘疫苗VACCINE天花病毒天花病毒Bm细胞细胞19第二节第二节 影响抗原免疫应答的因素影响抗原免疫应答的因素1抗原的异物性抗原的异物性什么是异物什么是异物？非己的物质非己的物质 1. 结构与宿主不同的结构与宿主不同的异种物质异

13、种物质细菌细菌 病毒病毒2. 同种异型同种异型（体）物质（体）物质3. 自身成分发生改变；免疫隔离部位的自身成分发生改变；免疫隔离部位的自身物质自身物质精子，脑组织，眼晶状体蛋白精子，脑组织，眼晶状体蛋白器官移植中异物性的体现！器官移植中异物性的体现！为什么是异物？为什么是异物？免疫系统个体发育免疫系统个体发育过程过程 ，对对“自己自己”物质产生耐受物质产生耐受，不，不能识别，而对能识别，而对“非非己己”物质能够识别。物质能够识别。 抗原的异物性抗原的异物性抗原的异物性抗原的异物性 抗原与机体之间种族关系越远，组抗原与机体之间种族关系越远，组织结构差异越大，免疫原性越强。织结构差异越大，免疫原

14、性越强。如：微生物抗原如：微生物抗原人人 强免疫原强免疫原 鸭血清蛋白鸭血清蛋白鸡：弱免疫原鸡：弱免疫原 兔：强免疫原兔：强免疫原影响抗原抗体反应特异性的因素影响抗原抗体反应特异性的因素抗原表位的抗原表位的性质性质 数目数目 位置位置 空间构象空间构象氨笨磺酸氨笨磺酸氨苯呻酸氨苯呻酸氨苯甲酸氨苯甲酸影响抗原免疫应答的因素影响抗原免疫应答的因素免疫原性：免疫原性：影响抗原免疫应答的因素影响抗原免疫应答的因素22第三节第三节 抗原种类抗原种类抗原种类抗原种类TD和和TI抗原均是完全抗原抗原均是完全抗原（1）胸腺依赖抗原（）胸腺依赖抗原（thymus dependent antigen, TD-Ag

15、） TD抗原在没有抗原在没有Th细胞的辅助下，不能直接刺激细胞的辅助下，不能直接刺激B细胞产细胞产生抗体。蛋白质为生抗体。蛋白质为TD-Ag。 结构特征：有许多结构特征：有许多不同不同的抗原决定基。的抗原决定基。 TI抗原能直接刺激抗原能直接刺激B细胞产生抗体，而无需细胞产生抗体，而无需Th细胞的细胞的帮助。一般来说，多糖为帮助。一般来说，多糖为TI抗原。抗原。 结构结构特征特征 : 相同的抗原决定基重复多次。相同的抗原决定基重复多次。 （2）胸腺非依赖抗原（）胸腺非依赖抗原（thymus independent antigen, TI- Ag）TI TI AgAgTITI1 1TITI2 2

16、细菌脂多糖细菌脂多糖细胞壁多糖、荚膜多糖、细胞壁多糖、荚膜多糖、聚合鞭毛素聚合鞭毛素TITI1 1 使不成熟和成熟的使不成熟和成熟的B B细胞应答，有细胞应答，有B B细胞丝裂细胞丝裂原原TITI2 2 使成熟的使成熟的B B细胞应答，无细胞应答，无B B细胞丝裂原细胞丝裂原抗原种类抗原种类 特点特点 TD-Ag TI-Ag 组成组成 ThTh细胞辅助细胞辅助 免疫应答免疫应答 抗体类型抗体类型 MHCMHC限制性限制性 激活激活B B细胞细胞 免疫记忆免疫记忆 抗原种类抗原种类B和和T细胞表位细胞表位 重复重复B细胞表位细胞表位必需必需 不需要不需要体液和细胞免疫体液和细胞免疫 体液免疫体液

17、免疫各类各类Ig IgM有有 无无B2 B1 有有 无无病原微生物、病原微生物、 LPS、荚膜多糖、荚膜多糖血细胞、血清血细胞、血清p p 聚合鞭毛素聚合鞭毛素抗原种类抗原种类 TI TI 与与 TD TD 抗抗 原原12CD40/CD40LB 细胞细胞B细胞细胞Th细胞细胞TI-1 抗原抗原TD 抗原抗原CD412抗原种类抗原种类根据抗原与机体的亲缘关系分类根据抗原与机体的亲缘关系分类 l异种抗原异种抗原(xenogenic antigen)l同种异型抗原同种异型抗原(allogenic antigen) l自身抗原自身抗原(autoantigen)l异嗜性抗原异嗜性抗原(heterophi

18、le antigen) 又称又称Forssman抗原抗原l独特型抗原独特型抗原（idiotypic antigen)抗原种类抗原种类-异种抗原异种抗原来自与另一物种的抗原物质来自与另一物种的抗原物质 医学上重要的抗原医学上重要的抗原ExotoxinHorse seriumAntitoxin(antibody)HypersensitivityToxoid 0.3%0.4%formaldehydeimmunizationneutralizationServing as AbServing as allergenAtopic individuals(Genetically predisposed)

19、抗原种类抗原种类-异种抗原异种抗原外毒外毒素素类毒素类毒素中和中和抗毒素抗毒素同种异型同种异型异种抗原异种抗原人类同种异型：血型（红细胞）抗原人类同种异型：血型（红细胞）抗原 主要组织相容性抗原（主要组织相容性抗原（MHC分子分子）HLA血型：血型： ABO系统和系统和Rh系统系统A B O AB抗原抗原抗体抗体A B A,B抗抗B 抗抗A 抗抗A,抗抗B 血型血型抗原种类抗原种类-同种异型抗原同种异型抗原RBC+RBC补体RBCRBCA型B型抗抗A抗体抗体（A抗原）抗原）抗原种类抗原种类补体补体 RhRh血型抗原血型抗原有有RhRh抗原者抗原者-Rh-Rh阳阳性性无无RhRh抗原者抗原者-R

20、h-Rh阴阴性性正常情况下正常情况下-体内体内不不存在存在RhRh抗原的天然抗原的天然抗体抗体Rh阴性(妇女) 第一次怀孕(Rh阳性胎儿) 再次妊娠时(Rh阳性胎儿) 可导致新生儿溶血RBC自身免疫性自身免疫性溶血性贫血溶血性贫血药物药物RBC自身抗体自身抗体 RBC抗原抗体复合物抗原抗体复合物激活补体激活补体红细胞膜红细胞膜C9C8C5b6 7抗原种类抗原种类-自身抗原自身抗原自身抗原自身抗原感染感染 外伤外伤 药物影响下药物影响下隔离抗原释放隔离抗原释放或或修饰了自身组织细胞修饰了自身组织细胞诱发免疫应答诱发免疫应答溶血性链球菌细胞壁溶血性链球菌细胞壁链球菌链球菌感染感染肾小球肾炎肾小球肾

21、炎大肠杆菌大肠杆菌O14型型脂多糖脂多糖结肠粘膜结肠粘膜溃疡性结肠炎溃疡性结肠炎心肌组织心肌组织肾小球基底膜肾小球基底膜心肌炎心肌炎抗原种类抗原种类-异嗜性抗原异嗜性抗原一类与种属无关，存在于人一类与种属无关，存在于人 动物动物 微生物之间的共同抗原微生物之间的共同抗原 TCR BCR或或Ig V区所具有的独特氨基酸顺序和空区所具有的独特氨基酸顺序和空间构型间构型，可诱导自身产生相应的抗体，这些独，可诱导自身产生相应的抗体，这些独特特的氨基酸序列所组成的抗原表位的氨基酸序列所组成的抗原表位称为称为独特型独特型。 诱导的抗体成诱导的抗体成抗独特型抗体抗独特型抗体 Ab1Ab2Ab3 调节免疫应答

22、调节免疫应答抗原种类抗原种类-独特型抗原独特型抗原独特型抗原独特型抗原（免疫球蛋白抗原）免疫球蛋白抗原）抗体抗体BCRBCRTCRTCR蛋白质蛋白质抗原抗原V V区（可变区）区（可变区）独特型抗原独特型抗原根据抗原提呈细胞（根据抗原提呈细胞（APC）内）内Ag的来源不的来源不同分两类同分两类 抗原种类抗原种类 内源性内源性Ag外源性外源性Ag根据抗原产生的方式不同分类根据抗原产生的方式不同分类抗原种类抗原种类天然抗原天然抗原人工抗原人工抗原根据根据Ag物理性状的不同分类物理性状的不同分类颗粒性颗粒性Ag可溶性可溶性Ag 诱导免疫耐受的抗原称为诱导免疫耐受的抗原称为耐受原耐受原（toleroge

23、ntolerogen) )诱导机体产生变态反应的抗原称为诱导机体产生变态反应的抗原称为变应变应原原（allergen)allergen)8花粉，某些药物花粉，某些药物凝集原凝集原 沉淀原沉淀原 抗原的分类抗原的分类 免疫刺激剂：某些物质可以非特异性激活免疫刺激剂：某些物质可以非特异性激活T/BT/B细胞应答。细胞应答。 超抗原、佐剂、丝裂原。超抗原、佐剂、丝裂原。第四节第四节 非特异性免疫刺激剂非特异性免疫刺激剂超抗原超抗原( (superantigen, SAg) ) 低浓度情况下，产生极强的免疫应答。低浓度情况下，产生极强的免疫应答。作用于作用于T细胞（细胞（10-12 mol/L2-20

24、%T细胞克隆）细胞克隆）l作用特点：作用特点：具有强激活具有强激活T T细胞作用；细胞作用；不需不需APCAPC处理；处理；不受不受MHCMHC限制限制 可诱导可诱导T细胞耐受或免疫抑制细胞耐受或免疫抑制非特异性免疫刺激剂非特异性免疫刺激剂普通抗原普通抗原Monoclonal T cell response1:1046（万分之一）（万分之一）超抗原超抗原Polyclonal T cell response1:5（20%）超抗原超抗原超抗原超抗原 TCRV b b抗原肽抗原肽MHC-II T T细胞细胞APC超抗原一端与超抗原一端与MHC-II类类分子分子抗原结合槽外抗原结合槽外侧结合；另一侧结合；另一端与端与TCRb b链外链外侧区结合。侧区结合。超抗原超抗原超抗原 化学性质：细菌外毒素和反转录病毒蛋白化学性质：细菌外毒素和反转录病毒蛋白 SAgSAg分为外源性和内源性两类。分为外源性和内源性两类。 金黄色葡萄球菌肠毒素金黄色葡萄球菌肠毒素A-EA-E 小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白。小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白。佐剂 adjuvant 预先或同时与抗原注入体内，可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强物质非特异性免疫刺激剂非特异性免疫刺激剂 1. 1. 生物性佐剂（卡介苗、短小棒状杆菌、生物性佐剂（卡介苗、短小棒状杆菌、LPSLP