大三上学期免疫学

第三章抗原Chapter3Antigen潍坊医学院免疫学教研室鞠吉雨主要内容第一节抗原的性质与分子结构基础第二节影响抗原免疫原性的因素第三节抗原的种类第四节非特异性免疫刺激剂抗原的定义抗原antigen,Ag：是指所有能激活和诱导免疫应答的物质，通常指能被T、B淋巴表面特异性抗原受体（TCR或BCR)识别及结合，激活T、B细胞增殖、分化、产生免疫应答效应物质（特异性淋巴细胞或抗体），并与效应产物结合，进而发挥适应性免疫应答效应的物质。引言抗原的定义抗原antigen,Ag：是指所有能激活和诱导免疫应答的物质，通常指能被T、B淋巴表面特异性抗原受体（TCR或BCR)识别及结合，激活T、B细胞增殖、分化、产生免疫应答效应物质（特异性淋巴细胞或抗体），并与效应产物结合，进而发挥适应性免疫应答效应的物质。引言免疫原性(immunogenicity)：指抗原被T、B淋巴细胞表面特异性抗原受体（TCR或BCR）识别及结合，诱导机体产生适应性免疫应答（活化的T/B细胞或抗体）的能力。抗体B细胞+抗原效应性B细胞+记忆性B细胞浆细胞细胞T细胞+抗原效应性T细胞+记忆性T细胞如CTL、Th等第一节抗原的性质与分子结构基础一、抗原的基本特性：免疫原性和免疫反应性免疫反应性(immunoreactivity)：指抗原与其所诱导产生的免疫应答效应物质（活化的T/B细胞或抗体）特异性结合的能力。TCR抗原TcellAPCMHC抗体第一节抗原的性质与分子结构基础Ag完全抗原(completeantigen)：同时具有免疫原性和免疫反应性的物质，又称为免疫原(immunogen)，是通常所说的抗原。不完全抗原(pleteantigen)：只有免疫反应性的物质，又称为半抗原(hapten)。半抗原是重要医学相关抗原，是许多临床疾病的致病因素。如青霉素。青霉素的降解产物青霉烯酸，本身无免疫原性，一旦与血清蛋白结合后可成为完全抗原，诱导I型超敏反应。第一节抗原的性质与分子结构基础半抗原与载体----DNP+OVA

半抗原DNP（二硝基氟苯）本身没有诱导免疫应答的能力。载体OVA（卵白蛋白）能够诱导产生抗体Ab1。将DNP与OVA偶联后免疫小鼠，所得到的抗体Ab2能够与DNP特异地结合。OVAAb2Ab2Ab1DNPOVADNPNO青霉素孢子侵入同组织蛋白成分结合成完全抗原使机体产生抗青霉素的抗体机体再次接触青霉素发生严重的过敏反应青霉素+载体----过敏第一节抗原的性质与分子结构基础二、适应性免疫应答的抗原特异性抗原特异性（antigenicspecificity):

指抗原刺激机体产生适应性免疫应答及其与应答效应产物发生结合均显示专一性，某一特定抗原只能刺激机体产生针对该抗原的活化T/B细胞或抗体，且仅能与该淋巴细胞或抗体发生特异性结合。---特定抗原只能刺激产生特异性抗体或致敏淋巴细胞---仅能与该抗体或致敏淋巴细胞结合第一节抗原的异物性与特异性三、决定抗原特异性的分子结构基础：抗原表位1、抗原表位的概念----抗原表位（epitope）：抗原分子中决定免疫应答特异性的特殊化学基团，是抗原与T/B细胞抗原受体（TCR/BCR)或抗体结合的最小结构与功能单位，也称为抗原决定基（antigenicdeterminant)。

抗原与TCR、BCR、抗体特异性结合的基本结构单位。

通常由5-15个氨基酸残基或5-7个多糖残基组成。伤寒杆菌N个蛋白质分子中的一个框架：骨架性结构表位：特征性结构抗原表位脊髓灰质炎病毒白色部分显示为表位抗原表位抗原，表位和抗体Epitope3Epitope1Epitope2抗原特异性Ab3Ab2Ab1抗原表位抗原结合价（antigenicvalence）：抗原分子中能与抗体分子结合的抗原表位的总数。抗原结合价：四价抗原表位抗原表位

半抗原：相当于一个抗原表位完全抗原：含有多种、多个抗原表位按结构特点按识别细胞顺序表位构象表位T细胞表位B细胞表位连续性、线性排列空间上形成特定构象被T细胞识别被B细胞表位二、特异性2、抗原表位的类型按结构特点顺序表位：由连续性线性排列的短肽组成，又称线性表位。构象表位：不连续排列，但在空间上彼此接近形成特定构象的若干氨基酸组成。二、特异性2、抗原表位的类型1线性表位构象表位2NH2COOH3二、特异性2、抗原表位的类型二、特异性2、抗原表位的类型按识别细胞T细胞表位B细胞表位受体MHC性质大小类型位置TCR必需主要为线性多肽8～10个氨基酸(CD8＋T)13～17个氨基酸(CD4＋T)线性表位抗原分子的任何部位BCR无需天然多肽、多糖、核酸等

5～15个氨基酸线性或构象表位抗原分子表面YYB天然多肽活化增殖、产生抗体YYYYYYYYBYBBBBYBYBYYYBYT天然多肽YT无活化无增殖T细胞表位与B细胞表位天然蛋白质降解降解后的短肽T细胞表位与B细胞表位Conformationalandlinearepitopesinapolypeptideantigen.Afterdenaturation,theconformationalepitopecannolongerberecognizedbyantibodies.Butthelinearepitopeisunaffected.Conformationalepitopelinearepitopesdenaturation???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。4、半抗原-载体效应二、特异性5、共同抗原表位和交叉反应共同抗原表位：不同抗原间含有的相同或相似表位交叉反应：抗体或致敏淋巴细胞与具有相同或相似表位的不同抗原的反应SameEpitopebetweenantigens抗原之间存在的共同抗原表位共同抗原表位和交叉反应Ag1Ag2

风湿性心脏病发病机制交叉反应链球菌M蛋白CowpoxvaccineVACCINESmallpoxvirusBmcell第二节影响抗原免疫原性的因素一、抗原分子的理化与结构性质

1.异物性是抗原的重要本质特性，即“非己”特性。

亲缘关系越远，组织结构差异越大；不仅存在于物种间，也存在于同种异体间；改变的自身成分；免疫隔离的自身成分。影响抗原异物性的因素

亲缘关系

亲缘关系影响抗原异物性的因素

改变的自身成分

隐蔽的自身成分正常组织细胞组织结构发生变化烧伤等损伤胚胎期被隔离隐蔽性抗原被识别损伤导致释放脑组织眼晶体蛋白精子等等意义？？？

同种异体成分第二节影响抗原免疫原性的因素2.化学属性：蛋白质＞多糖＞脂类和DNA3.分子量：＞10KDa4.分子结构：芳香族氨基酸＞直链氨基酸5.分子构象：构象不同，免疫原性不同6.易接近性：被淋巴细胞受体所接近的程度7.物理状态：多聚体＞单体；颗粒抗原＞可溶性抗原化学基团的性质和基团位置对抗原表位免疫反应性的影响免疫原性+++免疫原性±免疫原性+++酪氨酸谷氨酸多聚赖氨酸多聚丙氨酸

易接近性：被淋巴细胞受体所接近的程度第二节影响抗原免疫原性的因素二、宿主的特性2.年龄、性别与健康状态1.遗传因素：MHC第二节影响抗原免疫原性的因素三、抗原进入的方式

剂量途径皮内>皮下>肌肉>静脉>口服注射的间隔时间免疫的次数间隔得当免疫佐剂弗氏佐剂等第三节抗原的种类一、根据诱生抗体时是否需要Th细胞参与分类二、根据抗原与机体的亲缘关系分类三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类四、其他分类第三节抗原的种类一、根据诱生抗体时是否需要Th细胞参与分类1、胸腺依赖性抗原（thymusdependentantigen，TD-Ag）种类较多，多为蛋白质类抗原，刺激机体产生的体液免疫必需要Th细胞的参与，刺激机体产生IgG，引起细胞免疫和免疫记忆。第三节抗原的种类一、根据诱生抗体时是否需要Th细胞参与分类2、胸腺非依赖性抗原（thymusindependentantigen，TI-Ag）此类抗原种类较少，刺激机体产生体液免疫不需要T细胞的辅助。刺激B细胞产生IgM，不能引起细胞免疫和免疫记忆。TI-1抗原：既含抗原表位，又具有丝裂原性质，可特异性或非特异性激活多克隆B细胞，如脂多糖（LPS）。

TI-2抗原：含有多个重复B细胞表位，如肺炎球菌荚膜多糖，聚合鞭毛素第三节抗原的种类一、根据诱生抗体时是否需要Th细胞参与分类2、胸腺非依赖性抗原（thymusindependentantigen，TI-Ag）TD抗原和TI抗原的特性比较胸腺依赖性抗原TD-Ag非胸腺依赖性抗原TI-Ag结构特点复杂，含多种表位含单一表位表位组成B、T细胞表位重复B细胞表位T细胞辅助必需无需MHC限制有无激活的B细胞B2B1免疫应答类型体液免疫和细胞免疫体液免疫抗体类型IgM、IgG、IgA等IgM免疫记忆有无第三节抗原的种类二、根据抗原与机体的亲缘关系分类

异嗜性抗原（heterophilicantigen）

异种抗原（xenogenicantigen）

同种异型抗原（allogenicantigen）

自身抗原（autoantigen）

独特型抗原（idotypicantigen）第三节抗原的种类二、根据抗原与机体的亲缘关系分类

异嗜性抗原（heterophilicantigen）存在于人、动物和微生物D等不同种属之间的共同抗原，又称Forssman抗原。溶血性链球菌肾小球基底膜

心肌细胞大肠杆菌O14型结肠粘膜

急性肾小球肾炎

风湿病共同抗原溃疡性结肠炎共同抗原第三节抗原的种类二、根据抗原与机体的亲缘关系分类

异种抗原（xenogenicantigen）来自于另一物种的抗原。如病原微生物及其产物、临床上治疗用的马血清。

同种异型抗原（allogenicantigen）同一种属不同个体间所存在的抗原。异种抗原同种异型抗原toxoidtoxinHorseserumantitoxinantibodyantigenallergy

同种异型抗原：典型范例是人类的ABO血型抗原。RBCRBCRBCRBCA型AB型B型O型血清抗体抗B抗A抗A抗B无人群比例30%30%30%10%由Rh血型导致的新生儿溶血RhD＋RBC母亲：RhD－

RhD＋胎儿红细胞溶解B细胞应答anti-RhD初次分娩分娩后再次妊娠anti-RhDRhD＋胎儿二、根据抗原与机体的亲缘关系分类

自身抗原（autoantigen）来自于机体自身的抗原，如感染、理化因素、某些药物影响下，自身组织细胞抗原发生改变、修饰，或者外伤导致自身抗原释放，如脑组织、精子和眼晶体蛋白。第三节抗原的种类

独特型抗原（idiotypicantigen）详见第十六章。三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类第三节抗原的种类

内源性抗原（endogenousantigen）在抗原提呈细胞内新合成的抗原，如病毒感染细胞合成的病毒蛋白，肿瘤细胞合成的肿瘤抗原等。

外源性抗原（endogenousantigen）来自于抗原提呈细胞外的、由其俘获的抗原，如胞外细菌等。三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类第三节抗原的种类外源性抗原和内源性抗原第四节非特异性免疫刺激剂一、超抗原某些抗原物质，只需极低浓度（1-10ng/ml)即可非特异性激活人体总T细胞库中2~20%的T细胞克隆，产生极强的免疫应答，称为超抗原（superantigen,SAg）。一般的抗原只能激活外周血中0.0001~0.001%的T细胞，而超抗原可使2~20%的T细胞激活。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1:5-1:50一、超抗原超抗原TCR普通抗原MHCT细胞抗原提呈细胞，APC超抗原作用特点1.超抗原不需APC处理2.非MHC分子的限制3.TCRVβ特异性4.刺激T细胞释放大量细胞因子一、超抗原超抗原的种类

外源性超抗原

内源性超抗原如金黄色葡萄球菌肠毒素SEA~E。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（MMLV）可刺激T细胞增殖。新发现的超抗原：HSP活化TCRT细胞；SPA和gp120主要活化B细胞。第四节非特异性免疫刺激剂二、佐剂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，称为佐剂（adjuvant）。它在机体免疫反应中所起到的作用类似于化学反应过程中的催化剂。生物性佐剂：卡介苗，短小棒状杆菌，LPS，CK，DC无机化合物：氢氧化铝，磷酸铝，磷酸钙、明矾等人工合成物：PolyI：C（多聚肌苷酸：胞苷酸）等有机物：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：第四节非特异性免疫刺激剂二、佐剂第四节非特异性免疫刺激剂二、佐剂弗氏完全佐剂（Freund`scompleteadjuvant,FCA）

---石蜡油+灭活卡介苗

---能够协助抗原产生细胞和体液免疫应答弗氏不完全佐剂（Fre