微生物学药学专业抗原

微生物学药学专业抗原第1页/共68页

抗原

(Antigen.Ag)第一节第2页/共68页B细胞+抗原

效应B细胞+记忆B细胞(浆细胞)T细胞+抗原

效应T细胞+记忆T细胞(细胞毒T细胞,Th细胞)抗原----获得性免疫第3页/共68页一、抗原的概念和特性（一）抗原的概念（二）抗原的特性第4页/共68页（一）抗原的概念概念：能够通过与TCR或者BCR特异结合而激活T或者B淋巴细胞、诱导正性或负性免疫应答的物质称为抗原。正性应答导致抗体或/和效应T细胞的产生。负性反应则引起抗原特异性的无反应状态，即免疫耐受。第5页/共68页

抗原(Ag):与T细胞结合，激活T细胞记忆T细胞活化的T杀伤细胞与B细胞结合，诱导B细胞释放抗体记忆B细胞活化的B细胞抗体第6页/共68页（二）抗原的特性抗原分子一般具备两种特性，即：

1.免疫原性

2.免疫反应性或抗原性第7页/共68页1.免疫原性能够刺激机体产生免疫应答，包括诱导产生抗体及效应淋巴细胞。活化的B细胞抗体活化的T杀伤细胞第8页/共68页2.免疫反应性能与相应的抗体或效应T淋巴细胞特异性结合的能力。第9页/共68页完全抗原概念：具有免疫原性和免疫反应性的大分子物质。常见种类：多数蛋白质、细菌、病毒等。第10页/共68页半抗原与载体半抗原：不具有免疫原性，但具有免疫反应性的小分子物质。（只具有与抗体结合的能力，而单独不能诱导抗体产生的物质）。载体：能够使半抗原成为具有免疫原性（可诱导免疫应答）的大分子物质称为载体。第11页/共68页半抗原具有免疫反应性,没有免疫原性的小分子物质。小分子免疫应答+载体半抗原+载体=完全抗原载体：赋予半抗原免疫原性的大分子物质。第12页/共68页二、决定抗原免疫原性的条件（一）异物性（二）免疫原性化学基础（三）特异性第13页/共68页（一）异物性概念：是指抗原与自身正常组织成分的差异程度。异物性是免疫原性的核心。非己物为异物。抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构的差异越大，免疫原性越强。第14页/共68页异物性物质常有以下三种：异种物质同种异体物质改变与修饰的自身成分及自身成分在胚胎期未与免疫活性细胞接触过的物质第15页/共68页1.大分子量>10kD>100kD<10kD免疫原强免疫原弱免疫原分子量大

抗原决定基多抗原分子结构复杂不易被降解持续刺激免疫细胞高免疫反应（二）免疫原性化学基础第16页/共68页2.化学组成和结构明胶分子（分子量>100kD）直链氨基酸加苯环氨基酸（2%酪氨酸）（免疫原性很弱）（免疫原性大大增强）第17页/共68页

糖蛋白、脂蛋白、多糖、脂多糖活化的淋巴细胞中的DNA，染色体、组蛋白自身抗DNA、组蛋白抗体抗核抗体自身免疫病第18页/共68页（三）抗原的特异性抗原的特异性：抗原只能诱导相应的淋巴细胞系发生应答及抗原只和自己相应的抗体和致敏淋巴细胞相结合的特性，称为抗原的特异性。第19页/共68页抗原决定基抗原分子中决定抗原特异性的特殊的化学基团，它是TCR/BCR及抗体特异性结合的基本单位，又称表位。第20页/共68页表位，抗原决定簇:抗原与特异性免疫反应产物结合的最小单位。抗原抗原抗原第21页/共68页三、抗原的分类（一）根据抗原与机体的亲缘关系而分类

1.异种抗原

2.同种异型抗原

3.自身抗原（二）根据产生抗体时需否Th细胞参与而分类**胸腺依赖抗原（TD-Ag）**胸腺非依赖抗原（TI-Ag）（三）抗原的其他分类方法第22页/共68页（一）根据抗原与机体的亲缘关系而分类

1.异种抗原：来自另一物种的抗原称为异种抗原。微生物及代谢产物治疗用动物免疫血清：马血清抗毒素植物花粉第23页/共68页

2.同种异型抗原：在同一种属不同个体之间所存在的抗原。人类同种异型抗原：血型（红细胞）抗原组织相容性抗原（人主要为HLA）第24页/共68页

3.自身抗原：在正常情况下，机体对自身组织细胞不会产生免疫应答，即自身耐受。但在感染、外伤、服用某些药物等影响下，使隔离抗原释放，或改变和修饰了自身组织的抗原结构，使之具有免疫原性，诱发机体对自身组织的免疫应答。这些自身组织称为自身抗原。第25页/共68页（二）根据产生抗体时需否Th细胞参与而分类

**胸腺依赖抗原（TD-Ag）**胸腺非依赖抗原（TI-Ag）TD和TI抗原均是完全抗原第26页/共68页TI与TD抗原12CD40/CD40LB细胞B细胞Th细胞TI抗原TD抗原CD412第27页/共68页1、胸腺依赖抗原（TD-Ag）TD抗原：在没有Th细胞的帮助下，不能直接刺激B细胞产生抗体的抗原。蛋白质分子为TD抗原。在结构上，这些抗原的特征为有许多不同的抗原决定基，但拷贝数很少。第28页/共68页TD抗原刺激产生的免疫反应的特点：（1）含B细胞抗原决定基和T细胞抗原决定基，活化B细胞和T细胞，引起体液免疫和细胞免疫。（2）产生多种抗体。（3）引起回忆应答。第29页/共68页2、胸腺非依赖抗原（TI-Ag）胸腺非依赖抗原：能直接刺激B细胞产生抗体，而无需T细胞的帮助。结构特征：一般来说，多糖为TI抗原。为多聚体样结构，相同的抗原决定重复多次第30页/共68页TI抗原刺激产生的免疫反应的特点：

（1）只含B细胞抗原决定基，只活化未成熟B细胞，仅产生IgM抗体引起体液免疫。（2）不引起细胞免疫。（3）不引起回忆应答。第31页/共68页（三）抗原的其他分类方法1.根据抗原的特性分为

完全抗原和半抗原2.根据抗原的获得方式分为

天然抗原和人工抗原3.根据抗原的化学组成分为

蛋白质抗原脂蛋白抗原糖蛋白抗原多糖及核蛋白抗原第32页/共68页四.医学上重要的抗原物质（一）病原微生物及其代谢产物（二）动物免疫血清（三）同种异型抗原（四）异嗜性抗原（五）自身抗原（六）肿瘤抗原（七）超抗原第33页/共68页（一）病原微生物及其代谢产物每种病原微生物均是多种抗原组成的复合体。细菌抗原：表面抗原菌体抗原鞭毛抗原菌毛抗原病毒抗原：表面抗原内部抗原外毒素及类毒素第34页/共68页（二）动物免疫血清治疗用动物免疫血清：马血清抗毒素马血清抗毒素的两重性：1、特异性抗体----中和毒素2、异种抗原，可刺激机体产生抗马血清抗体。第35页/共68页类毒素毒素马血清抗毒素超敏反应抗体抗原第36页/共68页

（三）同种异型抗原

在同一种属不同个体之间所存在的抗原。人类同种异型：1.血型（红细胞）抗原：ABO系统和Rh系统2.组织相容性抗原（人主要为HLA）血型：ABO系统ABOAB抗原抗体AB－A,B抗B抗A抗A,抗B－

血型第37页/共68页RBC+RBC补体RBCRBCA型A抗原B型抗A抗体抗A抗体第38页/共68页Rh–再孕Rh+Rh–初孕

胎儿红细胞致敏母亲新生儿溶血

健康新生儿新生儿溶血症Rh+第39页/共68页Rh抗体（IgG）第40页/共68页2.组织相容性（移植）抗原

代表个体特异性的同种抗原称为移植抗原或组织相容性抗原。即两个遗传不同的个体之间进行移植时，存在于组织或细胞上的决定排斥反应的抗原。第41页/共68页3.主要组织相容性抗原系统(MHS)主要组织相容性抗原：能够引起急性移植排斥反应（强而迅速的排斥反应）的同种异型抗原称为主要组织相容性抗原，在排斥反应中是最重要的。分布：人类主要组织相容性抗原分布在人体所有有核细胞表面。由于该抗原首先在白细胞表面被发现,并且白细胞是进行此类抗原研究的最适宜材料来源,故人类主要组织相容性抗原称为人白细胞抗原(HLA)。

主要组织相容性抗原包括多个系列,组成复杂的抗原系统。第42页/共68页4.次要组织相容性抗原系统（mHS)引起较弱排斥反应的抗原被称为次要组织相容性抗原。第43页/共68页5.主要组织相容性复合体（MHC)概念：编码主要组织相容性抗原系统的基因位于同一染色体片段上,是一组紧密连锁的基因群,称为主要组织相容性复合体(MHC)。即单一染色体上编码MHC抗原的一组基因。命名：在不同种属的哺乳类动物中,MHC编码的抗原系统有不同的命名如小鼠MHC=H-2、人MHC=HLA。但它们的组成、结构、分布和功能等相似。第44页/共68页人类的MHC—HLA复合体

人类HLA基因复合体是编码HLA抗原的基因，由多基因座组成。位于第6对染色体短臂，共3600kb，其中I类基因区域约800kb，II类约2000kb，III类1100kb。通过大规模基因测序，目前已发现在此区域约有224个基因，其中至少128个基因表达，多数基因尚不知功能。第45页/共68页第46页/共68页人类的MHC—HLA复合体

人类HLA基因复合体是编码HLA抗原的基因，由多基因座组成。位于第6对染色体短臂，共3600kb，其中I类基因区域约800kb，II类约2000kb，III类1100kb。通过大规模基因测序，目前已发现在此区域约有224个基因，其中至少128个基因表达，多数基因尚不知功能。第47页/共68页（1）HLAI类基因包括HLA-A、B、C、E、F、G、H、J、X等基因座。除HLA-A、B、C基因和一部分HLA-E、F、G的功能已知外，对其它I类基因功能了解不多。I类基因编码I类抗原的重链或链，有7个内含子和8个外显子。第48页/共68页（2）HLAII类基因主要位于HLA-D区，包括HLA-DP、HLA-DQ、HLA-DR3个经典II类基因亚区和HLA-DM、HLA-DNA（A代表编码II类抗原的链）、HLA-DOB（B代表编码II类抗原的链）等新亚区。近年来发现了一些位于II类基因区域内的新基因座，其中部分基因编码产物及其功能已确定，例如，与细胞内肽链转运相关的基因即TP1和TAP2；参与内源性抗原处理和提呈的蛋白酶体相关基因LMP2和LMP7。第49页/共68页（3）HLAIII类基因HLAIII类基因包括：

补体成分C4、C2、Bf等基因

21羟化酶基因（CYP21A，B）肿瘤坏死因子（TNF、）基因热休克蛋白70（HSP70）基因

BAT1-9等转录基因。第50页/共68页MHC的遗传特征1.单倍型遗传方式2.多态性现象：复等位基因共显性表达3.连锁不平衡第51页/共68页HLA分子的结构

MHC-IMHC-IIa2a3a1b1b2b2ma1a2肽结合单位Ig样单位跨膜单位第52页/共68页3.跨膜区：将MHC-I类分子固定于细胞膜上4.胞浆区：与细胞内外信息传递有关。1.肽结合区：1+2与抗原肽结合的部位，多态性区域（决定了肽类结合及细胞识别的特异性和亲和力）2.免疫球蛋白样区：3+2m与免疫球蛋白的恒定区有同源性3：

MHC-I类分子与CD8类分子结合的部位2m：维持的天然构型及其分子表达MHC-I类分子：第53页/共68页MHC-II类分子1.肽结合区：1+1与抗原肽结合的部位，

多态性区域（决定了肽类结合及细胞识别的特异性和亲和力）2.免疫球蛋白样区：2+2

与免疫球蛋白的恒定区

有同源性

MHC-II类分子的2与CD4类分子结合3.跨膜区：将MHC-II类分子固定于细胞膜上4.胞浆区：与细胞内外信息传递有关。第54页/共68页第55页/共68页HLA分子的分布表6-1人MHC-I与MHC-II分子的组成与结构MHC-IMHC-II肽链ab2mab分子量（kDa）4411.531-3426-29分子式a/b2m（a/b）2胞外区结构域a1、a2、a3b2ma1、a2b1、b2肽结合单位a1/a2a1/b1CD4/CD8结合部位a3b2HLA编码基因座A、B、CDRA、DPA、DQADRB、DPB、DQB组织分布所有有核细胞巨噬细胞、树突细胞、胸腺上皮细胞、B细胞和活化T细胞第56页/共68页HLA分子的功能第57页/共68页宿主抗移植物反应：

宿主免疫细胞识别供者组织相容性抗原并被激活，从而产生针对移植物的排斥反应。移植物抗宿主反应：免疫攻击的方向是由移植物针对宿主，即移植物中的免疫细胞对宿主的组织相容性抗原产生免疫应答并引起组织损伤。1.移植排斥反应第58页/共68页2.参与抗原递呈内源性抗原递呈途径外源性抗原递呈途径第59页/共68页3.约束免疫细胞之间的相互作用—MHC限制性MHC分子与抗原肽的相互作用是T细胞特异性识别抗原的基础。TCR在识别APC或靶细胞表面抗原肽的同时,还须识别与抗原肽结合成复合物的MHC分子，这一现象称为MHC限制性。最早发现这一现象的科学家获得1996年诺贝尔医学生理学奖。第60页/共68页4.参与免疫调节HLA分子参与抗原提呈并制约免疫细胞间相互作用,还可控制机体免疫应答,从而在群体水平参与免疫调节。同时，通过调控HLA分子表达水平，可有效地调节免疫应答强度。第61页/共68页5.参与T细胞分化及中枢耐受的建立MHC抗原参与早期T细胞在胸腺的分化。MHC-I、-II类分子阳性细胞分别与CD8+和CD4+T细胞分化发育有关。参与建立T细胞对自身抗原的中枢性耐受。第62页/