抗原的概念及特性和实际意义

1、抗原的概念及特性和实际意义学习目标1.掌握抗原的概念及特性；抗原决定簇的概念；构成抗原免疫原性的条件。2.熟悉异嗜性抗原在致病与诊断中的实际意义。3.了解抗原的分类。 Humoral Immune responseYYB cellsYYYYYantibodyCellular Immune response(Effector T cellT cells是能够刺激机体T、B淋巴细胞产生特异性免疫效应物质（即抗体或致敏淋巴细胞），并且能与应答产生的抗体或致敏淋巴细胞特异性结合的物质，是启动免疫应答的始发因素。抗原的基本概念抗原TBT浆细胞效应淋巴细胞抗体自然界中存在大于1017种抗原 我们生活中常见

2、的抗原性物质:抗原的化学本质蛋白质多肽多糖类脂, 脂肪DNA, RNA简单化合物AgTBT浆细胞Effector T cellantibody抗原的两大基本特性1、免疫原性（ immunogenicity）：抗原能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。AgTBT浆细胞 2、反应原性（reactionogenicity）： 抗原能与其诱生的抗体或致敏淋巴细胞特异性反应的能力。bind and reactbind and reactEffector T cellantibody所有抗原都具有Immunogenicity and reactionogenicity ？请看这个实验：（三）半抗原半抗原

3、 (hapten)： 指仅具备免疫反应性而不具有免疫原性的物质。 若将半抗原与另一种蛋白质分子（载体, carrier）偶联起来，则具有了刺激机体产生抗半抗原抗体的能力。载体(carrier)：赋予半抗原免疫原性的大分子物质完全抗原(complete antigen)：同时具有免疫原性和反应原性的物质。haptencarriercomplete antigen一、异物性 重要性质化学结构与宿主自身成分不同或在胚胎期机体的免疫活性细胞从未接触过的物质。亲缘关系越远，抗原性越强。第一节 影响抗原免疫原性的因素2、同种异体物质如ABO血型物质，MHC3、改变或隐蔽的自身物质如眼晶状体蛋白，精子，脑组

4、织具有异物性的物质分为：1、异种物质1. 分子大小：10 kDa分子量大免疫原性强（一）抗原的理化性质小分子物质 大分子物质二、理化特性2. 化学组成：天然抗原多为大分子有机物；特殊化学基团如芳香族氨基酸，芳香族氨基酸越多，免疫原性越强；多糖残基的细微差别可导致抗原特异性的不同。苯丙氨酸色氨酸酪氨酸简单重复的有机大分子如明胶（分子量为100-150kDa），无免疫原性胰岛素（分子量为，但其富含芳香族氨基酸，因而免疫原性强明胶分子示意图胰岛素结构图3. 物理性状：直链分子新型疫苗研制多分支肽疫苗示意图“模拟病毒”颗粒疫苗示意图颗粒抗原可溶性抗原多聚体单体分支结构直链分子4. 分子构象的易接近性：

5、分子构象：是指抗原分子中一些特殊化学基团的立体构象。易接近性：是指抗原表面这些特殊的化学基团与淋巴细胞表面相应受体相互接触的难易程度。易接近性常与这些化学基团在抗原分子中分布的部位有关。抗原分子结构的易接近性抗原与机体的相互作用三、抗原进入机体的方式四、宿主因素抗原剂量应答无抗体产生无抗体产生低剂量抗原诱导低带耐受(low-zone tolerance)高剂量抗原诱导高带耐受(high-zone tolerance)三. 抗原进入机体的方式抗原免疫途径 皮内注射皮下注射肌肉注射腹腔注射 静脉注射口服我们每天吃的食物是否引起免疫应答？怎样进行有效的疫苗接种？免疫程序 合理的免疫程序，比如免疫间隔

6、时间、免疫次数佐剂的应用常常利用免疫佐剂来提高抗原的免疫原性四、宿主因素异物性： 亲缘关系越远异物性越强宿主遗传性 遗传因素 同种动物不同品系及不同个体对同种抗原产生不同强度的免疫应答。 年龄、性别与健康状态 青壮年幼年/老年 雌性雄性，但怀孕动物例外 感染或免疫抑制特异性：反应原性的特异性：免疫原性的特异性：指抗原与其受体（TCR和BCR）或免疫应答产物抗体专一结合的性质。第二节 抗原的特异性与交叉反应流感病毒流感病毒抗体乙肝病毒抗体乙肝病毒免疫原性的特异性：指某一特定抗原只能激发机体产生针对该抗原的特异性抗体和/或致敏淋巴细胞反应原性的特异性：指某一特定抗原只能与其特异性抗体和/或致敏淋巴

7、细胞结合而出现反应决定抗原特异性的基础是什么呢？流感病毒流感病毒抗体乙肝病毒抗体乙肝病毒一、抗原决定簇抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基因，是被免疫细胞识别的靶结构，又称抗原表位。概念 Ag2 Ag1抗原决定基/表位抗原决定簇的性质、数目、位置、空间结构决定着抗原的特异性。1. 根据结构分类（1）线性表位 (sequential determinant/linear epitope)： 序列相连续的氨基酸肽片段构成的表位，可以位于抗原分子的任何部位。或称顺序表位（2）构象表位 (conformational determinant/non-linear epitope)： 由空间构象形成的表

8、位，序列上不连续。一般位于抗原分子的表面。或称非线性表位（二）抗原表位分类线性表位 vs 构象性表位功能性表位（免疫优势基团）： 位于抗原分子表面，易被相应B细胞所识别，可启动免疫应答。隐蔽性表位： 位于抗原分子内部，不易被相应淋巴细胞所识别，不易启动免疫应答。若因各种理化因素使其暴露出来，则可启动免疫应答的发生。2.功能性表位与隐蔽性表位 3. 按识别表位的淋巴细胞分类（1）T细胞表位： 仅被T细胞表面的TCR识别（2）B细胞表位: 仅被B细胞表面的BCR识别 抗原的结合价（antigenic valence）是指能和抗体分子结合的功能性表位的总数。仅含一个表位的抗原为一价抗原，半抗原为单价

9、天然抗原一般是大分子，由多种、多个抗原表位组成，是多价抗原，可以和多个抗体分子交互结合。二、 抗原的结合价 共同抗原表位：不同抗原相互间存在的部分相同的抗原决定簇三、共同抗原和交叉反应抗原甲抗原乙交叉反应：抗体与具有相同或相似决定簇的不同抗原之间出现的反应。抗原甲抗原甲抗原乙抗原乙抗体1刺激机体产生抗体异嗜性抗原（heterophilic antigen,Fossman antigen） 是一类与种属特异性无关的，存在于人、动物、植物或微生物之间的共同抗原。豚鼠绵羊共同抗原（Fossman抗原）Ag2Ag1人肾小球基膜A组B型溶血性链球菌细胞壁M蛋白Ab交叉反应刺激机体共同表位溶血性链球菌感染

10、与急性肾小球肾炎实际意义 溶血性链球菌 肾小球基底膜 立克次体 变形杆菌 大肠杆菌O14型 结肠粘膜牛痘病毒人天花病毒共同抗原 急性肾小球肾炎共同抗原 辅助诊断斑疹伤寒共同抗原 溃疡性结肠炎 共同抗原 牛痘苗预防天花 三、抗原的种类抗原人工抗原人工结合抗原(偶氮蛋白、硝基苯蛋白等）人工合成抗原(合成多肽、共聚多肽、同聚多肽等)基因工程抗原(基因工程疫苗等）天然抗原自己非己正常自身组织成分及体液成分隐蔽的自身组织成分修饰的自身组织成分异种抗原(微生物、异种动植物蛋白质分子)异型抗原(血型抗原、移植抗原、Ig、异型因子)异嗜性抗原T细胞依赖胸腺依赖抗原TD胸腺非依赖抗原TI来源内源性抗原外源性抗原

11、性质完全抗原不完全抗原复合半抗原简单半抗原1. 胸腺依赖抗原（thymus dependent antigen, TD -Ag）： 此类抗原刺激B细胞产生抗体的过程中必需依赖T细胞辅助绝大多数蛋白质抗原属于此类抗原，由T细胞表位和B细胞表位组成。2. 胸腺非依赖抗原（thymus independent antigen, TI -Ag） 此类抗原刺激B细胞产生抗体不依赖T细胞，如少数多糖抗原，由多个重复的B细胞表位组成。（一）根据抗原诱生抗体是否需T细胞辅助：TD抗原TI抗原多个重复的B细胞表位B细胞对TD抗原的识别机制1. 异种抗原（xenogenic Ag）: 病原微生物微生物的代谢产物动

12、物免疫血清及异种器官移植物（二）根据与机体的亲缘关系流感病毒真菌伤寒杆菌链球菌痢疾杆菌疟原虫 外毒素和类毒素外毒素机体抗毒素类毒素机体抗毒素中和外毒素脱毒具有两重性：（1）抗体作用 如：抗毒素血清（马血清） 破伤风 抗毒素血清、白喉抗毒素血清等。（2）异种抗原作用： 异种动物的血清蛋白对人具有免疫原 性，可导致血清过敏性休克。 异种动物血清由于遗传基因的差异，同种不同个体间相同组织器官或细胞表面的不同抗原成分。红细胞血型抗原ABO血型抗原：Rh血型抗原：抗原人类白细胞抗原（组织相容性抗原）二、同种异型抗原： 同种异型异种 1.ABO血型系统： A、B、AB、O四型 血型 抗原（RBC） 抗体（

13、血清） A型 A抗原 B抗体 B型 B抗原 A抗体 AB型 AB抗原 无A、B抗体 O型 无A、B抗原 A、B抗体 不同血型的人相互之间输血可引起严重的输血反应血型系统： 共同抗原，称Rh抗原。我国人群中为h阳性。实际意义 新生儿溶血症孕妇(Rh-) 胎儿(Rh+) 抗Rh抗体 + 新生儿RBC (Rh+) 溶血反应 人RBC恒河猴RBC（三）自身抗原隐蔽的自身抗原：如精子、眼晶体蛋白、脑 组织等修饰的自身抗原：如变异的IgG指细胞在癌变过程中出现的新抗原及过度表达的抗原物质的总称。（四）肿瘤抗原： 1、肿瘤特异性抗原2、肿瘤相关抗原非肿瘤细胞所特有正常细胞和其他组织上也存在含量在细胞癌变时明

14、显增高只表现量的改变，无严格肿瘤特异性 典型代表：胚胎性抗原如AFP（甲胎蛋白） CEA（癌胚抗原）肿瘤相关抗原辅助诊断原发性肝癌内源性抗原 -在机体细胞内合成的抗原。外源性抗原 -来源于细胞外的抗原，机体内抗原提呈细胞可将其摄入，加工处理后，递呈给T细胞。（五）按抗原的合成部位分类内源性抗原和外源性抗原的产生1. 概念 一类可直接结合T细胞抗原受体（TCR），只需极低浓度即可激活5%20%T细胞克隆，并诱导强烈免疫应答的物质。（一）超抗原(superantigen, sAg)第四节 丝裂原、超抗原及佐剂超抗原一般抗原单克隆/寡克隆T 细胞应答1:104 - 1:105超抗原多克隆T 细胞应答

15、1:4 - 1:102. 作用特点无需抗原加工与提呈，无MHC限制性分别与TCR V和APC表面MHC 分子非多态区外侧结合，形成TCR V -超抗原- MHC 分子复合物sAg所诱导的T细胞应答，其效应并非针对超抗原本身，而是通过分泌大量细胞因子参与某些病理生理过程。外源性超抗原：主要为细菌的代谢产物。 如金黄色葡萄球菌肠毒素（SE）；毒素休克综合症毒素1（TSST1）；A族链球菌M蛋白、致热外毒素等。内源性超抗原：主要为逆转录病毒产物。 如病毒DNA与宿主DNA整合，表达的病毒蛋白质产物。3. sAg的种类（二） 佐 剂 (adjuvant) 1. 概念： 是一种非特异性免疫增强剂，预先或

16、同抗原一齐注射到机体，能增强对该抗原的免疫应答或改变免疫应答的类型。 2. 佐剂的种类微生物及其产物：如分枝杆菌（结核杆菌、卡介苗）无机化合物：氢氧化铝、明矾合成佐剂：如双链多聚肌胞苷酸（polyI:C)油剂：如弗氏佐剂、矿物油、植物油动物试验最常用的佐剂：弗式不完全佐剂（incomplete Freunds adjuvat ，FIA) 液体石蜡(或植物油)+羊毛脂(或Tweeen-80);弗式完全佐剂（complete Freunds adjuvat ，FCA) 液体石蜡(或植物油)+羊毛脂(或Tweeen-80)+死结核杆菌(或BCG)3. 佐剂的效应增加抗原的免疫原性，使无或微弱免疫原物

17、质变成有效的免疫原。提高抗体的滴度，提高初次免疫应答和再次免疫应答抗体的滴度。改变抗体的类型，由产生IgM转变成IgG。引起或增强迟发型超敏反应。改变抗原的物理性状使抗原易被吞噬细胞吞噬促进淋巴细胞增殖、分化，从而增强机体的免疫应答4. 佐剂的作用机制小结：抗原的概念、基本特性决定抗原的免疫原性的条件抗原的特异性和交叉反应抗原的分类1.抗原具备的两种特性是（）A.抗原性和异物性 B.免疫原性和抗原性 C 异物性和特异性 D 理化复杂性和特异性 E 异物性和免疫反应性2.半抗原的准确含义是（ ）A.有免疫原性和抗原性、无抗原性 C.有抗原性、无免疫原性 D 与载体结合后才能与相应抗体结合 E.与载体结合后才具有抗原性3、在不同物种间的共同抗原称为（ ） A.同种异型抗原 B.异