复旦大学医学免疫学精品课程2 抗原

1、一、抗原的异物性与特异性一、抗原的异物性与特异性二、影响抗原免疫应答的因素二、影响抗原免疫应答的因素三、抗原的分类三、抗原的分类四、非特异性免疫刺激剂四、非特异性免疫刺激剂抗抗 原原 一、抗原和与抗原相关的几个基本概念一、抗原和与抗原相关的几个基本概念1抗原抗原(Antigen)与与TCR或或BCR结合，促使结合，促使T或或B细胞增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞，并与细胞，并与T/B结合发挥效应的物质结合发挥效应的物质2免疫原性免疫原性(Immunogenicity)刺激免疫系统发生特异性免疫应答的能力刺激免疫系统发生特异性免疫应答的能力3反应原性反应原性(

2、Reactogencity, Antigenicity 抗原性抗原性)与相应的免疫应答产物发生特异性结合的能力与相应的免疫应答产物发生特异性结合的能力4完全抗原完全抗原(Complete antigen, Immunogen 免疫原免疫原) 具备上述两种特性的物质具备上述两种特性的物质5半抗原半抗原(Hapten)只有反应原性而无免疫原性只有反应原性而无免疫原性6载体载体(Carrier) 与半抗原结合后使之具有免疫原性的物质与半抗原结合后使之具有免疫原性的物质7抗原决定簇抗原决定簇(antigenic determinant) 存在于抗原分子表面的能够决定抗原特异性的特殊化学基团，又称存在于

3、抗原分子表面的能够决定抗原特异性的特殊化学基团，又称表位表位(epitope)。8抗原结合价抗原结合价(antigenic valence)一个抗原分子上能与相应抗体发生特异性结合的抗原决定簇的总数一个抗原分子上能与相应抗体发生特异性结合的抗原决定簇的总数9耐受原耐受原(Tolerogen)、变应原、变应原(allergen)二、抗原的基本特性二、抗原的基本特性1 1、异物、异物性性(Foreignness) 自体不存在、改变的自我、胚胎期免疫系统未接触自体不存在、改变的自我、胚胎期免疫系统未接触决定抗原的免疫原性决定抗原的免疫原性2、特异性（、特异性（Specificity）1)1)由抗原表

4、位的种类、性质、数目和空间构型所决定由抗原表位的种类、性质、数目和空间构型所决定化学基团性质对抗原表位反应特异性的影响化学基团性质对抗原表位反应特异性的影响化学基团位置对抗原表位反应特异性的影响化学基团位置对抗原表位反应特异性的影响化学基团（化学基团（COOH）位置对半抗原反应特异性的影响）位置对半抗原反应特异性的影响抗原的氨基酸残基位置和间距与免疫原性的关系 化学基团的位置对抗原特异性的影响 2)2)共同抗原表位共同抗原表位(common epitope)两种不同抗原所具有的相同或相似的抗原决定簇称为或共有决定簇交叉反应交叉反应(cross reaction )抗体对具有相同或相似表位的不同

5、抗原的反应牛血清蛋白与其它种属清蛋白的交叉反应牛血清蛋白与其它种属清蛋白的交叉反应 人人猪猪羊羊马马地鼠地鼠 151532327575131313 13 豚鼠豚鼠狗狗小鼠小鼠大鼠大鼠猫猫 5 513131010171725 25 清蛋白来源清蛋白来源 交叉反应交叉反应% （BSA） 清蛋白来源清蛋白来源 交叉反应交叉反应 % %（BSA） 3)3)抗原表位抗原表位抗原分子的基本结构和功能单位抗原分子的基本结构和功能单位构象构象/ /顺序、非线性顺序、非线性/ /线性、功能性线性、功能性/ /隐蔽性表位隐蔽性表位。 T细胞抗原表位和细胞抗原表位和B细胞抗原表位的区别细胞抗原表位的区别T细胞抗原表

6、位细胞抗原表位B细胞抗原表位细胞抗原表位受体受体MHC性质性质大小大小类型类型位置位置TCR必需必需主要为变性多肽主要为变性多肽812个氨基酸（个氨基酸（CD8T） 1220个氨基酸（个氨基酸（CD4T） 线性线性抗原分子的任何部位抗原分子的任何部位BCR无需无需多为天然的多肽、多糖、多为天然的多肽、多糖、LPS等等 57个氨基酸、个氨基酸、57个个单糖或单糖或 57个核苷酸个核苷酸构象或线性构象或线性抗原分子表面抗原分子表面三、影响抗原免疫应答的因素三、影响抗原免疫应答的因素1、抗原的理化特性、抗原的理化特性 化学性质、分子量、结构复杂性、降解性、分子构象、易接近性、化学性质、分子量、结构复

7、杂性、降解性、分子构象、易接近性、 物理状态物理状态2、宿主因素：遗传、年龄、性别、健康状态、宿主因素：遗传、年龄、性别、健康状态3、免疫方法：剂量、途径、次数、佐剂、免疫方法：剂量、途径、次数、佐剂抗原的理化性质抗原的理化性质蛋白质抗原蛋白质抗原多糖和脂类抗原多糖和脂类抗原应答类型应答类型细胞免疫、体液免疫细胞免疫、体液免疫体液免疫体液免疫抗体类型抗体类型IgM、IgG和和IgA等等IgM和少量和少量IgG亲和力亲和力高亲和力高亲和力低亲和力低亲和力免疫记忆免疫记忆形成形成不形成不形成免疫耐受的诱导免疫耐受的诱导不易不易易易免疫原性：异原性、结构复杂度和分子量大小免疫原性：异原性、结构复杂度

8、和分子量大小理化状态：物理状态理化状态：物理状态抗原的剂量抗原的剂量1大及小剂量耐受大及小剂量耐受/适中剂量应答适中剂量应答2低带区耐受与高带区耐受低带区耐受与高带区耐受3 佐剂佐剂抗原注射的途径抗原注射的途径耐受性：静脉注射耐受性：静脉注射腹腔注射腹腔注射皮下及肌肉注射皮下及肌肉注射抗原在体内持续的时间抗原在体内持续的时间抗原之间的竞争性抑制抗原之间的竞争性抑制结构相似抗原结构相似抗原四、抗原的分类四、抗原的分类完全抗原和半抗原完全抗原和半抗原完全抗原完全抗原(complete antigen)：既有免疫原性又有反应原性的抗原：既有免疫原性又有反应原性的抗原半抗原半抗原(hapten)：只有

9、反应原性而无免疫原性的抗原：只有反应原性而无免疫原性的抗原胸腺依赖性抗原和胸腺非依赖性抗原胸腺依赖性抗原和胸腺非依赖性抗原胸腺依赖性抗原胸腺依赖性抗原(Thymus dependent antigen,TD-Ag) 需要需要T细胞辅助和细胞辅助和APC参与才能激活参与才能激活B细胞产生抗体的抗原细胞产生抗体的抗原TD-Ag能引起体液及细胞免疫应答能引起体液及细胞免疫应答产生多种类别抗体产生多种类别抗体诱导免疫记忆诱导免疫记忆胸腺非依赖性抗原胸腺非依赖性抗原( (Thymus independent antigen,TI-Ag) 无需无需T细胞辅助直接刺激细胞辅助直接刺激B细胞产生抗体的抗原细胞

10、产生抗体的抗原只诱导体液免疫应答，产生只诱导体液免疫应答，产生IgM类抗体类抗体无免疫记忆无免疫记忆分为分为TI-1和和TI-2 AgTD抗原抗原TI-1抗原抗原TI2抗原抗原化学性质化学性质蛋白质蛋白质脂多糖脂多糖多糖，葡聚糖多糖，葡聚糖抗原表位抗原表位T、B表位表位重复重复B表位表位大量重复大量重复B表位表位活化活化B细胞克隆细胞克隆B2为主为主成熟和未成熟成熟和未成熟B1、B2成熟成熟B1新生鼠、婴儿新生鼠、婴儿应答应答应答应答不应答不应答异嗜性抗原、异种抗原、同种异型抗原、自身抗原和独特型抗原异嗜性抗原、异种抗原、同种异型抗原、自身抗原和独特型抗原异嗜性抗原异嗜性抗原(heteroph

11、ile antigen) 存在于不同种系生物间的共同抗原存在于不同种系生物间的共同抗原ForssmaForssma首先发现在豚鼠脏器和绵羊红细胞之间存在共同抗原，首先发现在豚鼠脏器和绵羊红细胞之间存在共同抗原，又称又称ForssmanForssman抗原抗原异种抗原异种抗原（xenogenic antigen）来自另一物种的抗原性物质来自另一物种的抗原性物质同种异型抗原（同种异型抗原（allogenic antigen）同一种属不同个体间存在的抗原性物质同一种属不同个体间存在的抗原性物质自身抗原（自身抗原（autoantigen）同一个体中自身组织细胞在某些因素如感染、外伤、药物等的影响下，获

12、同一个体中自身组织细胞在某些因素如感染、外伤、药物等的影响下，获得了抗原性，诱发对自身组织细胞的免疫应答，这类组织和细胞及其成分得了抗原性，诱发对自身组织细胞的免疫应答，这类组织和细胞及其成分称为自身抗原。称为自身抗原。独特型抗原独特型抗原(idiaotype antigen)TCR、BCR或或Ig V区所具有的独特的氨基酸序列和空间构型结构，可诱导区所具有的独特的氨基酸序列和空间构型结构，可诱导抗独特型抗体的产生。抗独特型抗体的产生。表位与独特位表位与独特位五、抗原与抗体结合特性五、抗原与抗体结合特性1、key to-lock式的空间构型拓补式的空间构型拓补2、非共价键结合，依赖氢键、静电力

13、、范德华力及疏水性吸引、非共价键结合，依赖氢键、静电力、范德华力及疏水性吸引3、可逆的、可逆的温度、等电点、离子强度和抗原抗体的比例可改变它们的结合温度、等电点、离子强度和抗原抗体的比例可改变它们的结合4、亲和力（、亲和力（Affinity）与亲合力（）与亲合力（Avidity）5、抗原可与其他抗体发生交叉反应、抗原可与其他抗体发生交叉反应六、超抗原六、超抗原（superantigen, SAg）1、概念：概念：只需极低浓度（只需极低浓度（110ng/ml）即可激活）即可激活220的某些亚型的某些亚型的的T细胞克隆，产生极强的免疫应答。细胞克隆，产生极强的免疫应答。2、种类：、种类：外源性超抗

14、原和内源性超抗原。前者如金黄色葡萄球菌肠毒素外源性超抗原和内源性超抗原。前者如金黄色葡萄球菌肠毒素AE，后者如小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白。，后者如小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白。3、与普通抗原的区别：、与普通抗原的区别：1）极低浓度，极强应答）极低浓度，极强应答2）不受）不受MHC的限制的限制3）不具备抗原识别的特异性，不需）不具备抗原识别的特异性，不需APC的加工和递呈的加工和递呈4）引起诸多细胞因子的释放，导致严重病理性后果）引起诸多细胞因子的释放，导致严重病理性后果七、有丝分裂原七、有丝分裂原(Mitogens)可使一群淋巴细胞的所有克隆均激活的物质可使一群淋巴细胞的所有克隆均激活的物质主要有：主要有：

15、ConA、PHA、PWM、LPS等等 八、佐剂八、佐剂（adjuvant）1、概念、概念增强机体对抗原免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强剂增强机体对抗原免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强剂2、种类、种类生物性：如卡介苗生物性：如卡介苗无机化合物性：如氢氧化铝无机化合物性：如氢氧化铝人工合成类：如胞苷酸，脂质体人工合成类：如胞苷酸，脂质体免疫刺激复合物免疫刺激复合物CpG等是新型的佐剂等是新型的佐剂常用的佐剂有弗氏完全佐剂（常用的佐剂有弗氏完全佐剂（CFA）和弗氏不完全佐剂（）和弗氏不完全佐剂（IFA）3、作用机制、作用机制1）改变抗原物理性状，增加抗原在体内停留时间；改变抗原物理性状，增加抗原在体内停留时间；2）刺激抗原提呈细胞，增加对刺激抗原提呈细胞，增加对抗原的处理和提呈能力；抗原的处理和提呈能力；3）刺激淋巴细胞增殖分化，增强和扩大免疫应答的能力。刺激淋巴细胞增殖分化，增强和扩大免疫应答的