第八章抗原和抗体ppt课件

1、第八章第八章 抗抗 原与抗体原与抗体第一节第一节 抗抗 原原 (Antigen,Ag) (Antigen,Ag)一、概念一、概念二、构成免疫原的条件二、构成免疫原的条件三、抗原决定簇三、抗原决定簇四、抗原的分类四、抗原的分类五、重要的天然抗原五、重要的天然抗原（一抗原与抗原性（一抗原与抗原性 1 1、抗原、抗原Antigen, AgAntigen, Ag）：凡能刺激机体产生抗）：凡能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞并能与之结合引起特异性体和致敏淋巴细胞并能与之结合引起特异性免疫反应的物质称为抗原免疫反应的物质称为抗原 2 2、抗原性：、抗原性： （1 1免疫原性：是指抗原能刺激机体产生抗体和免疫

2、原性：是指抗原能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞的特性致敏淋巴细胞的特性 （2 2反应原性：是指抗原与相应的抗体或致敏淋反应原性：是指抗原与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生反应的特性，此特性又称为免疫巴细胞发生反应的特性，此特性又称为免疫反应性反应性 一、概念一、概念1888年P.P.Emile Roux和A.E.J.Yersin在研究白喉发病机理时，发现白喉杆菌能产生外毒素；1890年Emil AVon Behring等人将白喉外毒素注射给动物，发现在该动物血清中存在一种能中和白喉外毒素的物质，他们称之为抗毒素。19世纪末和20世纪初，许多科学家先后发现了免疫血清在体内和试管中可以凝集细菌和溶解细

3、菌，并进而发展到对病原微生物的鉴定和传染病的诊断。把血清中与细菌或毒素起反应的物质统称为抗体，引起抗体产生的刺激物质，如细菌、病毒、毒素等称为抗原antigen，Ag） （二完全抗原与半抗原 1、完全抗原：既具有免疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原如细菌、病毒、细菌外毒素等。 2、半抗原：只具有反应原性而缺乏免疫性的物质称为不完全抗原，亦称为半抗原 如青霉素等。 （一异源性（一异源性 1 1、异种物质、异种物质 通常认为，与宿主的生物学亲缘关系越远的物通常认为，与宿主的生物学亲缘关系越远的物质，其分子结构差异越大，免疫原性也越强。如微生物抗质，其分子结构差异越大，免疫原性也越强。如微生物抗原

4、对人来说是强抗原，马血清对人是强抗原，对驴则是弱原对人来说是强抗原，马血清对人是强抗原，对驴则是弱抗原，说明种系关系越近的物质，其免疫原性也越弱。如抗原，说明种系关系越近的物质，其免疫原性也越弱。如鸭血清蛋白对鸡呈弱免疫原性，而对兔则表现为强免疫原鸭血清蛋白对鸡呈弱免疫原性，而对兔则表现为强免疫原性。性。 2 2、同种异体物质、同种异体物质: :如血型抗原如人类不同个体不同血型的红细如血型抗原如人类不同个体不同血型的红细胞表面的抗原；除同卵双生子外，不同个体间组织相容性胞表面的抗原；除同卵双生子外，不同个体间组织相容性抗原等。抗原等。 二、构成免疫原的条件二、构成免疫原的条件3、改变和隐蔽的自

5、身物质自身抗原） 正常情况下，自身组织对机体无免疫原性，但若自身组织的结构发生改变，如机体受感染、电离辐射、外伤或药物等各种因素的影响下，使自身物质的组织成分发生改变，对机体自身产生免疫原性，诱导机体的免疫应答称此物质为改变的自身抗原。终生与免疫系统隔绝的成分，如眼球内的晶体蛋白、甲状腺球蛋白、精子等一旦释放入血，会被免疫系统视为“非己物质，成为自身抗原，称为隐蔽的自身抗原。自身抗原刺激免疫系统发生免疫应答，可导致自身免疫病。（二理化性状 并非所有的异源性物质都具有免疫原性，凡具有免疫原性的物质，必须具有一定的化学组成和结构，其分子量都较大，一般在10000以上。小于5000者，其免疫原性较弱

6、。其原因一般认为：分子量越大，其表面的抗原决定簇越多，化学结构也较稳定。再者，大分子物质不易被破坏而排除，存留在体内的时间长，有利于与免疫细胞接触，从而刺激机体的免疫系统产生免疫应答。1、分子大小2、化学组成、分子结构和立体构象的复杂性 仅分子量大，若是结构简单的聚合物，不一定具有免疫原性，还要求有一定复杂的化学结构和化学组成。在蛋白质分子中，凡含有大量芳香族氨基酸，尤其是含有酪氨酸的蛋白质，其免疫原性更强，如蛋白质分子中含有2的酪氨酸，即具有良好的免疫原性。而以非芳香族氨基酸为主的蛋白质，其免疫原性弱。蛋白质和多糖抗原，凡结构复杂的，免疫原性强，反之则较弱。其复杂性是由氨基酸和单糖的类型及数

7、量等决定的，如聚合体蛋白质分子较简单可溶性蛋白质分子的免疫原性强，结构复杂的多糖，如细菌的细胞壁、荚膜及红细胞血型抗原等，均具有较强的免疫原性，核酸、脂质无免疫原性，但与蛋白质结合形成核蛋白、脂蛋白则具有免疫原性。在自身免疫病中，天然核蛋白可诱导免疫应答，产生抗DNA或抗RNA抗体。 3、物理状态 球形蛋白质分子的免疫原性比纤维形蛋白质分子强；聚合状态的蛋白质较其单体的免疫原性强；颗粒性抗原较可溶性抗原的免疫原性强，这是由于溶解蛋白易被蛋白酶降解的原因。因此，许多免疫原性较低的蛋白质，一经聚合或吸附在大的颗粒表面，就可以增强其免疫原性。（一基本概念（一基本概念 1 1、抗原的特异性：抗原进入机

8、体只能激发特异的淋巴、抗原的特异性：抗原进入机体只能激发特异的淋巴细胞分化增殖，产生的抗体或致敏淋巴细胞只针对细胞分化增殖，产生的抗体或致敏淋巴细胞只针对与相应的抗原反应，这种性质称为抗原的特异性与相应的抗原反应，这种性质称为抗原的特异性. .抗原特异性的物质基础是抗原分子中的抗原决定簇。抗原特异性的物质基础是抗原分子中的抗原决定簇。 2 2、抗原决定簇、抗原决定簇(antigen determinant)(antigen determinant)：抗原分子表：抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团称为抗面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团称为抗原决定簇或抗原决定基，也称表位原决定

9、簇或抗原决定基，也称表位(epitopes) (epitopes) 这这种能与抗体特异性结合的，抗原分子表面的特殊结种能与抗体特异性结合的，抗原分子表面的特殊结构的化学基团，为抗原决定簇构的化学基团，为抗原决定簇determinantdeterminant）。）。（二抗原决定簇的性质及大小（二抗原决定簇的性质及大小 1 1、蛋白质性抗原决定簇：一般由、蛋白质性抗原决定簇：一般由4-74-7个氨基酸残基组成个氨基酸残基组成 2 2、多糖性抗原决定簇：一般由、多糖性抗原决定簇：一般由5-65-6个单糖残基组成个单糖残基组成 3 3、核酸性抗原决定簇：一般由、核酸性抗原决定簇：一般由5-85-8个核

10、苷酸残基组成个核苷酸残基组成 三、抗原的特异性与抗原决定簇三、抗原的特异性与抗原决定簇（三抗原决定簇的数量（三抗原决定簇的数量每个抗原分子上抗原决定簇的数量称该抗原的抗原价每个抗原分子上抗原决定簇的数量称该抗原的抗原价 1 1、单价抗原：是指只有一个的抗原决定簇的抗原、单价抗原：是指只有一个的抗原决定簇的抗原 2 2、多价抗原：是指含有多个抗原决定簇的抗原、多价抗原：是指含有多个抗原决定簇的抗原 3 3、单特异性决定簇：抗原分子只含有一种特异性、单特异性决定簇：抗原分子只含有一种特异性决定簇决定簇 4 4、多特异性决定簇：含有两种以上不同特异性的、多特异性决定簇：含有两种以上不同特异性的决定簇

11、决定簇天然抗原一般都为多价和多特异性决定簇抗原天然抗原一般都为多价和多特异性决定簇抗原 半抗原半抗原- -载体现象：小分子物质不具有免疫原载体现象：小分子物质不具有免疫原性，不能诱导产生免疫应答，但当它们与大性，不能诱导产生免疫应答，但当它们与大分子物质连接后，就能诱导机体产生免疫应分子物质连接后，就能诱导机体产生免疫应答，并能与相应的抗体结合，这种现象称为答，并能与相应的抗体结合，这种现象称为半抗原半抗原- -载体现象。载体现象。 （四半抗原（四半抗原-载体现象载体现象（一根据抗原的性质分类：1.完全抗原：既具有免疫原性又具有反应原性的物质均属完全抗原。完全抗原进入机体能诱导机体产生抗体或效

12、应T细胞，并能在体内外与相应的抗体或效应T细胞结合发生反应。例如，大多数蛋白质、组织细胞、细菌外毒素、抗毒素、异种动物血清、各种疫苗等均是完全抗原。2.半抗原：指只具有免疫反应性而无免疫原性的物质称为半抗原hapten）。如多糖、类脂、核酸、某些药物等。四、抗原的分类四、抗原的分类半抗原因其分子量较小，不具免疫原性，但与大分子蛋白质载体结合后即成为完全抗原，具有免疫原性。（二）.根据免疫应答分类1、胸腺依赖性抗原 绝大多数抗原需要T细胞Th辅助才能激活B细胞分化为浆细胞产生抗体，称这类抗原为胸腺依赖性抗原。这类抗原还可诱导细胞免疫应答。TD抗原大多数由蛋白质组成，分子量大，结构复杂。大多数抗原

13、属此类如异种红细胞、异种组织、异种蛋白质、微生物2、非胸腺依赖性抗原：这类抗原不需Th细胞辅助，直接激活B细胞分化成浆细胞产生抗体。如大肠杆菌的脂多糖（三）、根据抗原颗粒大小和溶解性分类1、颗粒性抗原包括细菌、支原体、立克次体、衣原体、红细胞等，它们相对颗粒较大，在水溶液中溶解很难形成亲水胶体，当与相应抗体发生特异性结合后可出现凝集反应如红细胞凝集）。2、可溶性抗原包括蛋白质、多糖、脂多糖、结合蛋白糖蛋白、脂蛋白、核蛋白等以及病毒等，在水溶液中溶解形成亲水胶体。它们与相应抗体特异性结合后形成抗原抗体复合物，在一定条件下出现可见的沉淀反应。（可溶性抗原是抗原研究的主体，它们存在于一切生物的细胞膜

14、内外或体液中，从分子水平看，可溶性抗原存在于颗粒性抗原的细胞膜上，是颗粒性抗原诱导机体产生免疫应答的分子基础）（一微生物抗原（一微生物抗原 1 1、细菌抗原：菌体抗原又称、细菌抗原：菌体抗原又称O O抗原），鞭毛抗原抗原），鞭毛抗原又称又称H H抗原），荚膜抗原又称抗原），荚膜抗原又称K K抗原），菌抗原），菌毛抗原毛抗原 五、重要的天然抗原五、重要的天然抗原 2、病毒抗原：囊膜抗原又称V抗原），衣壳抗原又称VC抗原），核蛋白抗原又称NP抗原）3、毒素抗原：破伤风梭菌、白喉杆菌和肉毒梭菌等都能产生外毒素Exotoxin），并释放到环境中。细菌外毒素具有很强的抗原性，能刺激机体产生抗体，称为抗毒

15、素Antitoxin）。细菌外毒素经0.3%0.4%甲醛或其他适当方法酸处理，3940加热处理后，毒力减低但仍保持免疫原性，称为类毒素Toxoid）。4、其他微生物抗原1、ABO血型抗原人类ABOH血型系统可分为A、B、AB和O四种类型。 血型 抗原RBC） 抗体血清） A型 A抗原 抗B抗体 B型 B抗原 抗A抗体 AB型 AB抗原 无抗A、抗B抗体 O型 无A、B抗原 抗A、抗B抗体 （二高等生物的抗原（二高等生物的抗原2、动物血清与组织浸液3、酶类物质4、激素第二节第二节 抗体抗体AntibodyAntibody，AbAb）一、抗体与免疫球蛋白一、抗体与免疫球蛋白二、免疫球蛋白的分子结构

16、二、免疫球蛋白的分子结构三、各类免疫球蛋白的主要特性与功能三、各类免疫球蛋白的主要特性与功能 1 1、抗体、抗体AbAb）: :在抗原刺激后，由在抗原刺激后，由B B细胞产细胞产生的能与相应抗原发生特异性结合的免疫生的能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白球蛋白 2 2、免疫球蛋白、免疫球蛋白IgIg）：具有抗体活性的球）：具有抗体活性的球蛋白蛋白 由于抗体主要存在于血液、淋巴液、组由于抗体主要存在于血液、淋巴液、组织液和其他分泌液中因此将抗体介导的免织液和其他分泌液中因此将抗体介导的免疫称为体液免疫。疫称为体液免疫。 一、抗体与免疫球蛋白一、抗体与免疫球蛋白二、免疫球蛋白的分子结构二、免疫球

17、蛋白的分子结构（一基本结构：（一基本结构： 根据免疫球蛋白的化学结构和抗原性不同可分为：根据免疫球蛋白的化学结构和抗原性不同可分为：IGg IgM IgA IgE IgD 5种，所有免疫球蛋白都有相种，所有免疫球蛋白都有相似的基本结构，称为单体似的基本结构，称为单体Ig分子。一分子单体分子。一分子单体Ig是由是由两对两对4条相同的多肽链组成。条相同的多肽链组成。 4条多肽链组成条多肽链组成“Y型，其中两条链分子量为型，其中两条链分子量为50d，称为重链称为重链H链）。另外两条分子量为链）。另外两条分子量为25d，称轻链，称轻链(L链链)。四条链以双硫键相连，分为五种：。四条链以双硫键相连，分为

18、五种： IgA IgG IgM IgD IgE(二二)三个功能区三个功能区1.可变区（可变区（ variable region, V区）区）（1组成：组成：N端轻链的端轻链的1/2和重链的和重链的1/4组成，含有组成，含有110个氨基酸个氨基酸2功能：与抗原结合，存在与抗原决功能：与抗原结合，存在与抗原决定簇结合的特异性结合点。一个定簇结合的特异性结合点。一个Ig分子在功能上是分子在功能上是双价。双价。2.稳定区（稳定区（ constant region, C区）区）（1组成：轻链的组成：轻链的1/2和重链的和重链的3/4组成，在组成，在CH又有又有三个亚单位即三个亚单位即CH1，CH2和和C

19、H3组成组成（2功能：表现各自的功能。功能：表现各自的功能。结合补体结合补体(CH2)，粘附巨噬，粘附巨噬C(CH3)，通过胎盘，通过胎盘，ADCC作用作用遗传标志的反映区遗传标志的反映区3.绞链区绞链区hinge region）连接可变区与稳定区，起轴承关节作用连接可变区与稳定区，起轴承关节作用（三水解片段（三水解片段（三水解片段（三水解片段 1 1、免疫球蛋白的水解片段、免疫球蛋白的水解片段（1 1木瓜蛋白酶：抗原结合片断：木瓜蛋白酶：抗原结合片断：FabFab片段，可结晶片片段，可结晶片段：段：FcFc片段片段（2 2胃蛋白酶胃蛋白酶 2 2、FabFab片段的组成与生物学功能片段的组成与生物学功能（1 1组成：组成：（2 2生物学活性：结合抗原，决定抗体分子特异性生物学活性：结合抗原，决定抗体分子特异性 3 3、FCFC片段的组成与生物学活性片段的组成与生物学活性（1 1组成：组成：（2 2生物学活性：与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关生物学活性：与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关三、免疫球蛋白的特性与功能 IgG主要由脾、淋巴结中的浆细胞合成和分泌，以单体形式存在，是人类血清中的主要抗体，其含量约占成人血清抗体总量的7580%。IgG半寿期约2023天，为再次免疫应答的主要抗体，通常为高亲和力抗体。IgG是唯一能通过胎盘的抗体