医学免疫学-第三章-抗原-PPT课件

1、第三章抗原 Antigen1、掌握抗原及其相关的概念，抗原的两大特性。2、掌握抗原表位的概念；熟悉抗原表位的类型；熟悉共同抗原表位、交叉反应的概念。3、熟悉影响抗原免疫应答的因素。4、熟悉抗原分类，掌握TD-Ag和TI-Ag的概念，5、了解其他非特异性免疫刺激剂（超抗原、佐剂和丝裂原）的种类和作用机制。目的要求即：能被T、B淋巴细胞表面的特异性抗原受体（TCR或BCR）识别及结合，激活T、B增殖、分化、产生免疫应答效应产物（抗体或致敏淋巴细胞）,并与效应产物结合，进而发挥适应性免疫应答效应的物质。1.抗原(antigen, Ag) :诱导免疫应答的物质B免疫系统识别“自己”与“非己”-抗原一.

2、 抗原的基本特性: 免疫原性（Immuogenicity)：抗原刺激机体产生免疫应答，诱生抗体或致敏淋巴细胞的能力。 免疫反应性（immunoreactivity）：抗原与其诱生的抗体或致敏感淋巴细胞特异性结合的能力。第一节 抗原的性质与分子结构基础immunoreactivityimmuogenicityTTTAg 完全抗原（complete antigen）：同时具有免疫原性和免疫反应性的物质，又称为免疫原（immunogen）即通常所称的抗原。 不完全抗原（incomplete antigen）： 仅具备免疫反应性而不具备免疫原性的物质， 又称半抗原（hapten） 半抗原与大分子蛋白质

3、或多聚赖氨酸载体交联或结合也可以成为完全抗原。使半抗原变成完全抗原的物质称载体（carrier）抗体（）抗体（+）HaptenHapten+carrier免疫反应性（Immunoreactivity）免疫原性（Immunogenicity） 半抗原完全抗原抗原的特异性：是指抗原刺激机体产生免疫应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性，即某一种特定抗原只能刺激机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞，且仅能与该抗体或对该抗原应答的致敏淋巴细胞特异性结合。特异性是免疫应答最重要的特点。T,B淋巴细胞产生的免疫应答均有特异性。保证在不损伤自身情况下，有针对性地清除病原体/异物二、 适应性免疫应答的抗原特异

4、性 乙肝疫苗-预防乙肝，对甲肝、丙肝无效抗原的特异性存在于抗原分子的抗原表位中。三、决定抗原特异性的分子结构基础：抗原表位 抗原中决定抗原特异性的特殊化学基团称为抗原表位（epitope），又称抗原决定基（antigenic determinant），是抗原与TCR、BCR和抗体特异性结合的基本单位。1. 抗原表位的概念抗原结合价（antigenic valence）：一个抗原分子中能与抗体分子结合的抗原表位的总数。2.抗原表位的类型 载体表位和半抗原表位T细胞表位和B细胞表位顺序表位和构象表位 2.抗原表位的类型顺序表位（sequential epitope）由连续性线性排列的氨基酸构成，又

5、称线性表位（linear epitope） 。构象表位（conformational epitope）短肽或多糖残基在序列上不连续性排列，在空间上形成特定的构象，又称非线性表位（non-linear epitope） 。Conformational and linear epitopes in a polypeptide antigen. After denaturation ,the conformational epitope can no longer be recognized by antibodies. But the linear epitope is unaffected.Co

6、nformational epitopelinear epitopesdenaturation?T细胞表位（T cell epitope)或T细胞决定簇：抗原分子中能被T细胞的TCR识别的抗原表位。 T细胞决定簇位于抗原分子内部，必须由APC将抗原加工处理为小分子多肽并与MHC分子结合，然后才能被TCR所识别。B细胞表位（B cell epitope）或B细胞决定簇:抗原分子中能被B细胞的BCR或抗体识别的抗原表位。 BCR能与未经APC加工的抗原发生反应，其识别的靶结构主要位于抗原分子表面的决定簇。YYB T细胞和B细胞表位的特性T细胞表位B细胞表位表位受体 TCR BCRMHC分子 必需

7、无需表位性质 主要是线性短肽 天然多肽、多糖、脂多糖、核酸等表位大小 810AA（CD8T） 515AA或57个单糖、核苷酸 1317AA（CD4T）表位类型 线性表位 构象表位或线性表位表位位置 抗原分子任意部位 抗原分子表面 单独应用半Ag不能诱导机体产生免疫应答，只有将半Ag与载体蛋白结合后，才可诱导产生抗载体蛋白及半Ag的抗体.因此提示了一个完全Ag分子，必须具有载体决定簇和半Ag决定簇。免疫应答中，B淋巴细胞识别半抗原，并提呈载体决定簇给T细胞；T细胞识别载体决定簇，并以此将T、B淋巴细胞联系起来，方能激活B细胞产生特异性免疫应答，此称为半抗原载体效应。四、 半抗原-载体作用五. 共

8、同抗原表位和交叉反应共同抗原表位（common epitope） ：不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位。抗体或致敏淋巴细胞对具有相同和相似表位的不同抗原的反应，称为交叉反应（cross-reaction）。Anti-A AbAg BAnti-A AbAg AAnti-A AbAg CCross ReactionA人心肌/肾小球基底膜细胞共同抗原表位链球菌M蛋白ABC 风湿性心脏病发病机制交叉反应链球菌M蛋白共同抗原表位和交叉反应-Sometimes we hate it Sometimes we love it Cowpox vaccineVACCINESmallpox virusBm c

9、ell2.影响抗原免疫原性的因素二、宿主(host)因素三、抗原进入机体的方式一、抗原分子的理化与结构特性1. 异物性 异物性是抗原的重要本质。异物即非己的物质 抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，异物性越强，其免疫原性就越强。一、抗原分子的理化与结构性质异物性不仅存在于不同的种属之间，也存在于同种异体间。 ABO血型、HLA分子等。改变的自身成分也具有异物性。在胚胎发育过程中未与免疫细胞接触的自身成分也有异物性。精子、脑组织、眼晶体等。2化学性质：天然的抗原多是大分子的有机物。 蛋白质是良好免疫原。 糖蛋白、脂蛋白和多糖类、脂多糖都有免疫原性，但脂类和哺乳动物的细胞核成分如DNA

10、、组蛋白是难以诱导免疫应答。蛋白质多糖脂类和DNA3.分子量大小10kD100kD100kD ）直链氨基酸（免疫原性很弱）加苯环氨基酸（2% 酪氨酸）（免疫原性大大增强）抗原表位的性质、数目、位置和空间构象决定抗原表位的特异性NH2SO3HNH2AsO3HNH2COOHNH2SO3HNH2SO3HNH2SO3H氨苯磺酸氨苯砷酸氨苯甲酸间位氨苯磺酸对位氨苯磺酸邻位氨苯磺酸抗原表位的性质抗原表位的位置5.分子构象（conformation）:6.易接近性(accessibility)免疫原性 +酪氨酸 多聚丙氨酸 谷氨酸 多聚赖氨酸+抗原表位能否被淋巴细胞抗原受体所接近的程度7.物理状态： 多聚体

11、单体 颗粒抗原可溶性抗原 遗传因素 机体对抗原的应答是受多种遗传基因（主要是MHC）控制的。个体遗传基因不同，对同一抗原可有高、中、低不同程度的应答。 二、宿主(host)因素雌性比雄性动物抗体生成高年龄、性别、健康状态青壮年强于幼年和老年感染、免疫抑制剂的应用年龄、性别和健康状态 一般说青壮年动物比幼年和老年动物免疫应答强；雌性比雄性动物抗体生成高，但怀孕动物的应答能力受到显著抑制；感染或免疫抑制剂都能干扰和抑制对抗原的应答。剂量 ：适量 。高、低剂量诱导免疫耐受 途径 皮内皮下腹腔静脉口服两次免疫的时间间隔: 1-2W免疫的次数免疫佐剂的有无及类型 弗氏佐剂和明矾佐剂三、抗原进入机体的方式

12、IgGIgE1胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen TD-Ag），此类抗原刺激B细胞产生抗体时需要T细胞的辅助，又称T细胞依赖抗原。此类Ag既含有T细胞决定簇又有B细胞决定簇，绝大多数蛋白质抗原（如细胞、细菌、血清蛋白等）属于此类。第三节 抗原的种类一、 诱生抗体时是否需要Th细胞参与 胸腺依赖性抗原（TD-Ag） 无应答B细胞AB细胞浆细胞T细胞B2胸腺非依赖性Ag（thymus independent antigen TI-Ag）：此类Ag刺激机体产生抗体时，不需要T细胞辅助,又称T细胞非依赖抗原。TI-Ag B细胞浆细胞TIAg可分为TI-1和TI-2抗原。T

13、I-1抗原又称为B细胞有丝分裂原。如LPS既含抗原表位又具有丝裂原的性质，可特异性或非特异性激活多克隆B细胞。TI-1AgLPS成熟或未成熟的B细胞均可对其应答TI-2抗原为细菌胞壁与莢膜多糖，它们有高度重复结构，只能刺激成熟B细胞。由于婴幼儿中B细胞多为不成熟B细胞，故不能有效产生抗多糖的抗体。TD-Ag与TI-Ag的特性比较 TD-Ag TI-Ag 组成 B和T细胞表位重复B表位T辅助 必需无需MHC限制性 有 无激活的B细胞 B2 B1免疫应答体液和细胞免疫 体液免疫抗体类型 IgM,IgG,IgA IgM免疫记忆有 无 二 、与机体的亲缘关系分类1. 异嗜性抗原（heterophili

14、c antigen）是一类与种属无关，存在于人、动物微生物等不同种属之间的共同Ag，称为异嗜性Ag。最初由Forssman 发现，故又名Forssman抗原溶血性链球菌表面成分大肠杆菌O14型脂多糖结肠粘膜溃疡性结肠炎2. 异种抗原（xenogenic antigen）来自于另一物种的抗原，如病原菌及其产物，植物蛋白，动物血清等马血清抗毒素的两重性：a、特异性抗体-中和毒素b、异种抗原，可刺激机体产生抗马血清抗体。类毒素毒素马血清抗毒素超敏反应抗体抗原 3. 同种异型抗原（allogenic antigen）同一种属不同个体间存在的抗原，也称同种抗原或同种异体抗原。人类的同种异型抗原：ABO血

15、型抗原，Rh，HLA 4. 自身抗原（autoantigen）正常情况下对自身抗原产生免疫耐受。感染、外伤、理化因素等使自身成分发生改变或隔离抗原的释放。 5. 独特型抗原（idotypic antigen）TCR、BCR、Ig的V区所具有的独特的氨基酸顺序和构象Ig的V区NCN三 、是否在抗原提呈细胞内合成 内源性抗原（endogenous antigen）：在抗原提呈细胞内合成的抗原如：病毒抗原，肿瘤抗原 抗原肽-MHCI类分子 主要被CD8+ T细胞识别 外源性抗原（exogenous antigen） 来自抗原提呈细胞外的抗原，如APC通过各种方式吞噬的各种病原体 抗原肽-MHCII

16、由CD4+ T识别四 其他分类 产生方式：天然抗原和人工抗原 物理性状：颗粒性抗原和可溶性抗原 化学性质：多糖抗原和多肽抗原 诱导免疫应答的功能：移植抗原，肿瘤抗原，变应原等第四节 非特异性免疫刺激剂一 超抗原（superantigen，SAg）机体遭受常规抗原刺激时，T细胞库中1/1041/105的细胞可被活化。然而某些抗原物质只需极低的浓度（110ng/ml）就能够激活2%-20%的T细胞克隆，产生极强的免疫应答，这类抗原称为超抗原。超抗原参与机体的病理和生理反应与食物中毒，某些自身免疫病，肿瘤和AIDS有关超抗原所诱导的T细胞应答，其效应并非针对超抗原本身，而是通过分泌大量的细胞因子而参

17、与某些病理过程。 ab-TCR抗原肽MHCIIT 细胞抗原递呈细胞（APC）超抗原与普通抗原的比较普通抗原单克隆T细胞应答1:104 - 1:106超抗原多克隆T细胞应答1:4 - 1:20T细胞反应频率 1/1061/104 1/201/5 反应细胞 T、B CD4+T MHC结合部位 肽结合沟 非多态区TCR结合部位 内侧 外侧MHC限制性 + 应答特点APC处理后被T识别 直接刺激T超抗原的作用特性 普通抗原 超抗原 超抗原的种类 外源性超抗原 内源性超抗原主要是细菌外毒素如SEAE。70年代Festenstein发现次要淋巴细胞刺激抗原（mls）又称为病毒性超抗原如小鼠乳腺肿瘤病毒（M

18、MLV），HIV。新发现的超抗原：HSP活化TCRT细胞；SPA和gp120主要活化B细胞二 免疫佐剂（adjuvant）预先或与抗原同时注入体内，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性物质。 生物性佐剂：卡介苗，短小棒状杆菌，LPS，CK，DC 化学佐剂：氢氧化铝，磷酸铝，磷酸钙、明矾等 人工佐剂： Poly I：C（多聚肌苷酸：胞苷酸） 等 矿物油：羊毛脂 其他：脂质体，HSP，免疫刺激复合物（ISCOMs）佐剂的种类弗氏完全佐剂（Freunds complete adjuvant, FCA） 含有灭活的结核杆菌和矿物油 能够协助抗原产生细胞和体液免疫应答弗氏不

19、完全佐剂（ Freunds incomplete adjuvant, FIA ） 仅含有矿物油 能够协助产生体液免疫医学研究中常用的佐剂佐剂作用的机制 改变抗原物理性状，延缓抗原的降解和清除 刺激单核巨噬细胞系统，增强对抗原加工和提呈 刺激淋巴细胞的增殖分化，增强和扩大免疫应答佐剂的用途 增强特异性免疫应答，用于预防接种和制备抗血清 作为非特异性免疫增强剂，用于疾病的辅助治疗三 丝裂原（mitogen）或有丝分裂原可与细胞表面的受体结合，刺激静止的淋巴细胞分化成为淋巴母细胞和有丝分裂，激活某一类淋巴细胞的全部克隆，是一种非特异性的淋巴细胞多克隆激活剂。BBTTTTT人小鼠T细胞 B细胞T细胞 B细胞ConA（刀豆蛋白A）PHA（植物血凝素）PWM（美洲商陆）LPS（脂多糖）SPA（