医学免疫学 第三章- 抗原

第三章抗原

抗原及其相关概念

抗原的基本特性

抗原的种类

非特异性免疫刺激剂

医学上重要的抗原第三章抗原抗原及其相关概念

抗原(antigen,Ag)：

指能与T细胞的TCR及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，进而发挥免疫效应的物质。

两个重要特性：

免疫原性(immunogenicity)：

即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。抗原性(antigenicity)/反应原性(reactogenicity)：与相应的免疫应答产物发生特异性结合的能力。3抗原及其相关概念4

免疫原(immunogen)/完全抗原(completeantigen)：

同时具有免疫原性和抗原性的物质称即通常所称的抗原；

载体(Carrier)：

与半抗原结合后使之具有免疫原性的物质；抗原及其相关概念

半抗原(hapten)/不完全抗原(incompleteantigen)：

仅具备抗原性而不具备免疫原性的物质。

5半抗原+载体抗体BT完全抗原BBBT+抗原及其相关概念6

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淋巴细胞有特异性结合。

决定抗原特异性的结构基础是存在于抗原分子中的抗原表位。抗原的基本特性

特异性7抗原表位(epitope)、又称抗原决定基（antigenicdeterminant）

抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团；它是与TCR/BCR及抗体特异性结合的基本结构单位，由5-17个氨基酸残基或者5-7个多糖残基或核苷酸组成。抗原的基本特性

特异性—

抗原表位8根据抗原表位的结构特点

顺序表位(sequentialepitope)/线性表位(linearepitope)：由连续性线性排列的短肽构成；

构象表位(conformationalepitope)/非线形表位(non-linearepitope)：指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。抗原的基本特性

特异性—

抗原表位的类型910

B细胞表位

B细胞表位多位于抗原表面，可直接刺激B细胞；或：B细胞表面BCR可直接识别抗原表面的B细胞表位抗原的基本特性

特异性—

抗原表位的类型根据T、B细胞所识别的抗原表位的不同

T细胞抗原表位

T细胞表位可存在于抗原物质的任何部位；

T细胞表面TCR不能直接识别抗原表位，必须由APC细胞的MHC分子递呈T细胞表位。1112

特异性—表位－载体效应(carriereffect)20世纪20年代，奥地利免疫化学家Landsteiner发现一些小分子有机物质本身没有免疫原性，如与大分子蛋白偶联则具有免疫原性。

20世纪40年代，青霉素问世，有青霉素引起的超敏反应也证明了这一发现。抗原的基本特性13

特异性—表位－载体效应(carriereffect)

表位－载体效应(carriereffect)的特征：在人工抗原中，表位（半抗原）为简单的化学分子。半抗原必须与蛋白质载体偶联，才能诱导出抗半抗原抗体。在免疫应答中，B细胞识别半抗原，并提呈载体表位给CD4+T细胞，Th细胞识别载体表位，这样载体就可把特异T－B细胞连接起来（T-B桥联），T细胞才能激活B细胞。抗原的基本特性

在天然抗原中，常同时存在T及B细胞表位，分别活化T及B细胞。

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共同抗原表位(commonepitope)

某些抗原分子中常带有多种抗原表位，不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位。某些抗原不仅可与其诱生的抗体或致敏淋巴细胞反应，还可与其他抗原诱生的抗体或致敏淋巴细胞反应。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。

交叉反应(cross-reaction)抗原的基本特性15抗原的基本特性

交叉反应(cross-reaction)16抗原的基本特性

交叉反应(cross-reaction)17

抗原分子的理化性质

异物性抗原的基本特性

影响抗原诱导免疫应答的因素

异物即非“己”的物质。一般来说，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。

异物性不仅存在于不同种属之间；也存在于同种异体之间，如同种异体移植物是异物，也有免疫原性；自身成份也可被机体视为异物。如发生改变；在胚胎期未与免疫活性细胞充分接触。18

抗原分子的理化性质化学性质：蛋白质>

多糖>核酸

分子量大小：分子量越大，含有抗原表位越多，结构越复杂，免疫原性越强。大于100kD的为强抗原，小于10kD的通常免疫原性较弱，甚至无免疫原性。

结构的复杂性：明胶(100kD),胰岛素(5.7kD)抗原的基本特性

影响抗原诱导免疫应答的因素

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影响抗原免疫应答的因素

抗原分子的理化性质

分子构象(conformation):某些抗原分子在天然状态下可诱生特异性抗体，但经变性改变构象后，却失去了诱生同样抗体的能力。

易接近性(accessibility):

是指抗原表位能否被淋巴细胞抗原受体所接近的程度。

物理状态：一般聚合状态的蛋白质较其单体有更强的免疫原性；颗粒性抗原的免疫原性强于可溶性抗原。因此常将免疫原性弱的物质吸附在某些大颗粒表面，可增强其免疫原性。抗原的基本特性20易接近性(accessibility):免疫原性：抗原的基本特性21

宿主方面的因素

遗传因素:MHC

年龄、性别与健康状态

抗原进入机体方式的影响抗原剂量要适中；免疫途径：皮内免疫>皮下免疫>腹腔注射/静脉注射>口服易诱导耐受；注射间隔时间要适当；要选择好免疫佐剂。抗原的基本特性

影响抗原免疫应答的因素

22抗原的种类

根据诱生抗体时需否Th细胞参与分类

胸腺依赖性抗原（thymusdependentantigen,TD-Ag）需在T细胞辅助才能激活B细胞产生Ab，由T细胞表位和B细胞表位组成。绝大多数Ag属此类。

胸腺非依赖性抗原（thymusindependentantigen,TI-Ag）无需T细胞辅助或对T细胞依赖程度较低即可刺激机体产生抗体，由多个重复的B细胞表位组成。少数Ag属此类。如细菌多糖、聚合鞭毛蛋白等。

B表位2324抗原决定簇Th细胞辅助激活的细胞引起免疫记忆产生抗体的种类引起免疫应答的类型胸腺依赖/非依赖性抗原的区别TD-AgTI-AgB/T细胞是B2能IgG等体液和细胞免疫B细胞否B1不能IgM体液免疫抗原的种类

根据诱生抗体时需否Th细胞参与分类25

根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类

内源性抗原(endogenousantigen)

指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、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原等。

外源性抗原(exogenousantigen)

指并非由抗原提呈细胞合成、来源于细胞外的抗原。抗原的种类26

根据抗原与机体的亲缘关系分类

异嗜性抗原（

Forssmanantigen）

为一类与种属无关，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原。如：溶血性链球菌的表面成分与人肾小球基底膜及心肌组织。

异种抗原（Xenogenicantigen）

来自不同种属的抗原。

同种异型抗原（Allogenicantigen）人：HLA；ABO系统和Rh系统等。

抗原的种类27

自身抗原（Autoantigen）

独特型抗原（Idiotypicantigen）某种抗原刺激机体B细胞产生的抗体，也可能刺激机体内其他B细胞产生抗体，即具有免疫原性。

在感染、外伤、服用某些药物等影响下，使免疫隔离部位的抗原释放，或改变和修饰了的自身组织细胞，可诱发对自身成分的免疫应答，这些可诱导特异性免疫应答的自身成分称为自身抗原。

根据抗原与机体的亲缘关系分类

抗原的种类28

病原微生物:

细菌、病毒等。医学上重要的抗原细菌外毒素，类毒素，抗毒素

某些细菌分泌的毒性物质释放到菌体外，称为外毒素；外毒素经0.3-0.4%甲醛处理，丧失毒性作用而保留原有免疫原性，成为类毒素。抗毒素,细菌毒素（通常指外毒素)的对应抗体或含有这种抗体的免疫血清。它能中和相对应的外毒素的毒性作用。

动物血清细菌内毒素

革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖组分，只有在细菌死亡裂解后才能释放出来。29非特异性免疫刺激剂

佐剂

丝裂原

超抗原

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普通蛋白质抗原可激活机体总T细胞库中万分之一至百万分之一的

T细胞。某些抗原物质，只需要极低浓度(1~10ng/ml)即可激活2％~20％T细胞克隆，产生极强的免疫应答，这类抗原称之为超抗原

(superantigen,SAg)。非特异性免疫刺激剂

超抗原

31SAg的作用特点：

1.具有强激活T细胞（CD4+T细胞）作用可刺激T细胞总数的5～20%；

2.不需APC处理，直接与MHC-II类分子和TCR-V

结合；

3.不受MHC限制；

4.其产生的效应并非针对超抗原本身，而是非特异性激活免疫细胞，分泌大量炎性细胞因子。非特异性免疫刺激剂

超抗原

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超抗原

SAg：

1.金黄色葡萄球菌肠毒素A-E2.小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白非特异性免疫刺激剂

34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）

非特异性免疫刺激剂

佐剂35丝裂原

因可致细胞发生有丝分裂而得名。由于其与淋巴细胞表面的相应配体结合，刺激静止淋巴细胞转化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，因而被认为是一种非特异性的淋巴细胞多克隆激活剂。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(葡萄球菌蛋白A)—+——非特异性免疫刺激剂

36几种常见抗原外毒素

细菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质。内毒素

革