医学免疫学教学课件：抗原

抗原(Antigen，Ag)本章内容：1.抗原的概念2.抗原的两大基本特性（异物性和特异性）3.影响抗原免疫原性的因素4.抗原分类5.非特异性免疫刺激剂I.抗原(Ag)：与T细胞的抗原识别受体（TCR）或B细胞的BCR结合，促使其增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之结合，发挥免疫效应的物质。免疫原性和抗原性免疫原性（Immunogenicity）:抗原刺激机体产生免疫应答，诱导机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力抗原性（Antigenicity）：抗原与其所诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞特异性结合的能力。Completeantigenandhapten全抗原（completeantigen)：

又称免疫原（immunogen)

既有免疫原性，又有抗原性。

各种微生物和大多数蛋白质属全抗原半抗原（hapten):

仅有抗原而不具备免疫原性。

一些小分子物质，如多糖、类脂和某些药物。

半抗原与蛋白质载体（carrier)结合后可具有免疫原性。变应原和耐受原：耐受原（tolerogen)：能诱导机体对其产生特异性负免疫应答的抗原。变应原（allergen):

能引起病理性免疫应答（超敏反应）的抗原。抗原的两大基本特性：异物性（Foreignness）特异性（Specificity）Foreignness（异物性）：

非己物质

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，免疫原性越强。

胚胎期未接触的物质：精子，脑组织，眼晶状体蛋白

改变的自身组织成分：肿瘤抗原

特异性（Specificity）：指某一抗原只能刺激机体产生特异性抗体或致敏淋巴细胞，且仅能与该抗体或该抗原应答的淋巴细胞特异性结合。抗原特异性的物质基础是表位的存在。1.抗原决定簇（antigenicdeterminant）/表位（epitope）：抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团；与TCR、BCR或抗体特异性结合的基本结构单位；通常由5~17个氨基酸残基或5~7个多糖残基或核苷酸组成抗原结合价（antigenicvalence）：─能和抗体分子结合的抗原表位数目。

单价抗原：只能和抗体分子中的一个抗原结合点结合的抗原。

多价抗原：分子表面有多种或多个抗原决定簇的抗原，可以与多个抗体分子结合。天然抗原

每一种半抗原可以理解为单一的抗原表位，半抗原和抗原表位作为特殊的化学基团可以理解为同义词。2.表位的类型①构象表位(conformationaldeterminants)：

短肽或多糖残基在序列上不一定连续排列，空间上形成特定的构象，一般暴露于抗原分子的表面。②

顺序表位（sequentialdeterminants）：（线性表位），由连续线性排列的短肽构成,可存在于抗原分子的任何部位。构象表位与线性表位示意图T细胞表位

B细胞表位表位受体

TCRBCRMHC分子必需无需表位性质主要是线性短肽天然的多肽、多糖、脂多糖、有机化合物表位大小8-12个氨基酸-CD8＋5-15个氨基酸、5-7个单糖

12-17个氨基酸-CD4＋或5-7个核苷酸表位类型线性表位构象表位；线性表位表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面T细胞和B细胞抗原表位的特性比较3.影响抗原特异性的因素：抗原抗体反应具有高度的特异性，能精确区分抗原物质间的微细差异。主要由抗原表位的性质、数目、位置及空间构象决定。4.Epitope-carriereffect(半抗原-载体效应）半抗原+蛋白载体偶联完全抗原诱导抗体能结合5.共同抗原和交叉反应共同抗原(commonantigen)─两种不同抗原间存在相同或相似的抗原表位，称为共同抗原。交叉反应(cross-reaction)：由共同抗原表位刺激机体产生的抗体，可以和所有带有此表位的共同抗原起反应，这种反应称为～。Ag1Ag2Ag3Ag4A与相应抗体反应（++++）

C交叉反应（++）

交叉反应共同决定簇决定簇相似B交叉反应（+++）

D无反应（—）

II.影响抗原诱导免疫应答的因素抗原的理化性质宿主因素免疫应答强度抗原进入宿主的方式决定免疫原性的抗原因素

化学性质

分子量大小

结构的复杂性

分子构象

易接近性

物理性状化学性质蛋白质（Proteins）多糖（Polysaccharides）核酸（NucleicAcids）脂类（Lipids）SomeglycolipidsandphosopholipidscanbeimmunogenicforTcellsandillicitacellmediatedimmuneresponse分子量大小理想的免疫原分子量>10KD分子量<4KD的分子一般无免疫原性一般分子量越大，免疫原性越强，原因有两点：

⑴分子量越大，抗原表面小分子基团越多；⑵大分子物质较难于体内降解，体内存留时间长。结构的复杂性同类物质中分子结构越复杂，免疫原性越强。芳香族氨基酸越多，免疫原性越强。分子构象分子的立体构象是物质基础，抗原表面分子构象发生轻微变化，可使免疫原性发生变化。易接近性易接近性：抗原表面的特殊化学基团与淋巴细胞表面受体相互接触的难易程度。易接近性越高，免疫原性越强。物理性状Physicalcondition颗粒性抗原>可溶性抗原Genetics遗传因素Species品系Individual个体差异RespondersvsNon-respondersAgeSexConditionsofhealth宿主方面的因素Dose剂量次数和间隔时间Route途径Subcutaneous>Intravenous>IntragastricAdjuvant佐剂SubstancesthatenhanceanimmuneresponsetoanAg抗原进入宿主的方式III.抗原的种类（一）根据诱发抗体产生是否需要T细胞的辅助分：胸腺依赖性抗原(Thymus-dependentantigen)胸腺非依赖性抗原(Thymus-independentantigen)TD-AgTI-Ag蛋白质多糖T-dependentantigenT-IndependentantigenTD抗原和TI抗原的比较①胸腺依赖性抗原（thymusdependentantigen,TD抗原）②胸腺非依赖性抗原（thymusindependentantigen,TI抗原）

TD抗原和TI抗原的比较━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

TD抗原

TI抗原─────────────────────────────本质大多为蛋白质重复排列的长链聚合物组成B和T细胞表位重复B细胞表位是否需要TL参与+-产生抗体的类型多种IgM免疫应答类型细胞免疫和体液免疫体液免疫免疫记忆性＋—━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━（二）根据抗原与宿主亲缘关系分：

Heterophilicantigen异嗜性抗原xenogenicantigen异种抗原allogenicantigen同种异体抗原autoantigen自身抗原idiotypicantigen独特型抗原Heterophilicantigen异嗜性抗原(heterophilicantigen)──是一种与种属无关，存在于人、动物、植物、微生物之间的共同抗原。异嗜性抗原是某些免疫性疾病的物质基础，可利用某些异嗜性抗原进行疾病的辅助诊断。Forssman抗原表豚鼠脏器SRBC

大肠杆菌O86B血型物质大肠杆菌O14人结肠粘膜乙型链球菌肾小球基底膜、心肌组织肺炎球菌14型A血型物质变形杆菌OX株O抗原立克次氏体梅毒螺旋体牛心类脂质Forssman抗原豚鼠绵羊Xenogenicantigen（异种抗原）病原微生物及其代谢产物各种病原微生物如细菌、病毒、螺旋体的表面抗原细菌的代谢产物：外毒素-抗毒素类毒素细菌是多种抗原组成的复合体动物免疫血清经过类毒素免疫后的动物血清，可用于相应疾病的特异性治疗及紧急预防。对人体来说，具有双重性。既是抗体又是抗原。Allogenicantigen（同种异体抗原）红细胞抗原：ABO血型系统，Rh血型系统白细胞抗原：HLA异种抗原同种异型自身抗原(autoantigen)A.隐蔽的自身抗原

隐蔽的自身抗原导致自身免疫性疾病 甲状腺球蛋白变态反应性甲状腺炎；眼葡萄膜色素、晶体蛋白交感性眼炎；精子抗原男性不育；脑脊髓和神经抗原脱髓鞘性脑膜炎和外周神经炎； B.经修饰的自身抗原：各种理化、生物因素作用。Idiotypicantigen(独特型抗原）（三）根据抗原是否在抗原递呈细胞内合成：内源性抗原外源性抗原Exogenousantigen（外源性抗原）自细胞外摄取的抗原感染细菌、寄生虫的结构蛋白及其分泌的毒素自身蛋白Endogenousantigens（内源性抗原）细胞质内合成的抗原病毒感染细胞合成的病毒蛋白

胞内感染菌的蛋白,

肿瘤细胞内合成的蛋白

四、其他分类根据化学组成不同：蛋白质抗原、脂蛋白抗原、多糖和核蛋白抗原根据抗原性质：全抗原、半抗原根据抗原获得方式：天然抗原、人工抗原和合成抗原根据抗原诱导免疫应答的不同，分为移植抗原、肿瘤抗原、变应原、过敏原及耐受原等。Non-specificimmunestimulators非特异性免疫刺激剂

superantigen,Sag超抗原mitogen丝裂原adjuvant佐剂超抗原ConventionalAntigenMonoclonal/OligoclonalTcellresponse1:104-1:105SuperantigenPolyclonalTcellresponse1:4-1:10超抗原（superantigen,SAg）

一组直接能与某些TCR/BCR亚型在受体外侧部位相结合的，并能激活大量T细胞或B细胞克隆（2%-20%），诱导强烈免疫应答的激活剂。主要包括细菌（金黄色葡糖球菌肠毒素A~E）和病毒的成分及其代谢产物（小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白）等。

有丝分裂原（Mitogen）一种非特异性的使静息淋巴细胞转化为淋巴母细胞的物质。多克隆激活，常为细菌产物或植物蛋白。表有丝分裂原对T、B细胞的作用有丝分裂原缩写增殖反应

T细胞B细胞

植物血凝素PHA＋＋—刀豆蛋白ACONA＋＋—美洲商陆PWM＋＋＋细菌脂多糖LPS—＋（小鼠）葡萄球菌A蛋白SPA-＋超抗原与典型抗原、有丝分裂原的区别━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━区别典型抗原超抗原有丝分裂原───────────────────────────────────化学性质普通蛋白质、多糖

细菌外毒素、逆转录病毒蛋白细菌产物或植物蛋白MHC结合部位多态区结合槽非多态区—

TCR结合部位VαJαVβDβJβVβ－MHC限制性＋—

—应答特点APC处理后被T细胞识别直接刺激直接刺激激活T细胞数＋＋＋＋＋＋1/100001/5～2080～100%━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━佐剂（adjuvant)概念与抗原一起或预先注射增强机体对抗原的免疫应答或改变应答类型属非特异性免疫增强剂㈠、佐剂的种类1.无机佐剂：2.有机佐剂：3.合成佐剂：4.弗氏佐剂：5.C3d6.CpG7.纳米颗粒新型佐剂弗氏佐剂①弗氏不完全佐剂＝抗