第二章 抗原课件

第二章抗原抗原的一般概念抗原的免疫原性抗原的特异性抗原的分类医学上重要的抗原第二章抗原

抗原的概念抗原（antigen,Ag)：是一类能刺激机体免疫系统发生免疫应答，并能与相应免疫应答产物（抗体和致敏淋巴细胞)在体内外发生特异性结合的物质。抗原的两种特性：免疫原性和反应原性免疫原性（immunogenicity),能刺激机体发生免疫应答，产生抗体和致敏淋巴细胞的能力。反应原性（antigenicity),能与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力。凡具有免疫原性和反应原性的物质称为完全抗原。只有反应原性而不具有免疫原性的物质称为半抗原。半抗原+蛋白质——完全抗原赋予半抗原以免疫原性的蛋白质称为载体。第二章抗原第一节抗原的免疫原性抗原物质必须具备的条件：一、异物性二、一定的理化性状三、完整性四、宿主的遗传性第二章抗原一、异物性

异物是指化学结构与宿主的自身成分相异或机体的免疫细胞从未与它接触过的物质。异物性的物质包括以下几类：

1、异种物质如：马血清蛋白、各种微生物及其代谢产物对人体而言都是异种物质，具有强的免疫原性。

2、同种异体物质如：ABO血型抗原、人类主要组织相容性抗原。

3、自身抗原物质如：自身组织成分结构改变、隐蔽性自身成分暴露构成自身抗原。第二章抗原二、一定的理化性状大分子胶体物质凡具有免疫原性的物质，分子量都较大，一般在10kDa以上,在一定范围内,分子量越大免疫原性越强。一定的化学组成和结构从化学组成来看，凡含有芳香族氨基酸（尤其是酪氨酸）的蛋白质，其免疫原性较强。从结构来看，结构越复杂其免疫原性越强。分子构象与易接近性分子构象是指抗原分子中一些特殊化学基团的三维结构，它决定抗原分子是否能与淋巴细胞表面的抗原受体相互吻合。易接近性是指抗原分子的特殊化学基团与淋巴细胞表面相应的抗原受体相互接触的难易程度。第二章抗原三、完整性

具有一定理化性状的物质须经非消化道途径进入机体（包括注射、吸入、混入伤口等），并接触淋巴细胞，才能成为良好抗原。如果是口服后可被消化酶水解成胨、氨基酸，破坏了其结构，就丧失了免疫原性。自然界中天然的抗原物质有：蛋白质、多糖、核蛋白第二章抗原四、宿主遗传性

抗原的免疫原性也与机体的应答能力有关同种动物不同个体对同一种抗原的免疫应答存在明显的差异，这种差异受遗传因素控制，控制免疫应答的基因称为免疫应答基因（immuneresponse,Ir)第二章抗原第二节抗原的特异性抗原决定簇（基）载体决定簇和半抗原决定簇共同抗原和交叉反应第二章抗原一、抗原决定簇1、概念抗原决定簇（antigenicdeterminant,AD)是指抗原中决定抗原特异性的特殊化学基团，又称为表位（epitope)。表位的性质、数目和空间构象决定着抗原的特异性。抗原通过AD与相应淋巴细胞表面的抗原受体结合，激活淋巴细胞，引起免疫应答。2、种类和数量一个抗原分子可以有一种或多种不同的AD，一种AD决定着一种特异性，多种AD决定着多种特异性3、部位位于抗原表面的AD能直接被相应淋巴细胞所识别，称功能性决定簇，存在抗原分子内部的AD无激发免疫应答的功能，称隐蔽决定簇。只有经理化因素处理后，使之暴露可能成为新的功能决定簇。第二章抗原4、大小抗原决定簇的大小与相应抗体的抗原结合部位相当。一个蛋白质抗原决定簇含5-7个氨基酸残基一个多糖抗原决定簇含5-7个单糖一个核酸半抗原决定簇含6-8个核苷酸5、抗原结合价（antigenicvalence)是指能和抗体分子结合的抗原决定簇的总数。半抗原为一价天然抗原的分子结构复杂，分子表面有多个决定簇为多价第二章抗原二、载体决定簇与半抗原决定簇

问题：单独应用半抗原不能诱导机体产生抗体，只有将半抗原与载体蛋白结合后，才能诱导机体产生抗体。半抗原为什么不能单独诱导机体产生抗体，而载体在诱导机体产生抗体上起什么作用呢?第二章抗原

表1载体-半抗原效应实验组初次免疫再次免疫抗DNP抗体1BSA-DNPBSA-DNP+++2BSA-DNPOA-

DNP+3BSA-DNP+OAOA-

DNP+++

第二章抗原实验表明：初次免疫和再次免疫时，半抗原需要在相同的载体上才能使机体产生抗半抗原抗体，称为载体效应，说明载体不是单纯起运载半抗原的作用，其具有载体特异性。一个抗原分子具有载体决定簇和半抗原决定簇。在免疫应答中，B细胞识别半抗原决定簇，是抗体产生细胞，T细胞识别载体决定簇，是辅助B细胞产生抗体。半抗原决定簇又称B细胞决定簇；载体决定簇又称T细胞决定簇。第二章抗原1第二章抗原表2T细胞B细胞抗原表位的特性比较T细胞表位B细胞表位表位受体TCRBCRAPC处理需要不需要表位性质变性后的肽段天然的多肽、多糖、脂多糖、有机化合物表位大小8~12个氨基酸（CD8+T)5~15个氨基酸、12~17个氨基酸（CD4+T)5~7个单糖或5~7个核苷酸表位类型线性构象、线性表位位置抗原分子任意抗原分子表面第二章抗原三、共同抗原和交叉反应两种来源不同的抗原，除各有其主要的特异性抗原决定簇外，相互之间也存在部分相同的抗原决定簇，这种共有的抗原决定簇称为共同抗原。亲缘关系很近的生物之间存在的共同抗原称为类属抗原。无种属关系的生物之间存在的共同抗原称为异嗜性抗原。一种共同抗原刺激机体产生的抗体，可与其他含有共同抗原的物质发生结合反应，称为交叉反应。第二章抗原伤寒杆菌肠炎杆菌人体人体抗体抗体交叉反应第二章抗原第二章抗原第三节抗原的分类根据抗原的性质分类：完全抗原半抗原根据抗原与机体的亲缘关系分类：异种抗原同种异体抗原自身抗原异嗜性抗原根据抗原刺激B细胞产生抗体是否需要T细胞的辅助分类：胸腺依赖性抗原胸腺非依赖性抗原第二章抗原胸腺依赖性抗原（thymus-dependentantigen,TD-Ag):这类抗原须在抗原提呈细胞及TH细胞的参与下才能激活B细胞产生抗体。决大多数蛋白质抗原属于TD-Ag。胸腺非依赖性抗原（thymus-independentantigen,TI-Ag):这类抗原刺激B细胞产生抗体时不需要T细胞辅助。少数的多糖抗原属于TI-Ag。

第二章抗原

表3TD-Ag和TI-Ag的比较

特性TD-AgTI-Ag

化学特性蛋白质多糖

结构特点结构复杂具有多种不同决定簇，既有半抗原决定簇又有载体决定簇结构简单具有重复出现的同一种抗原决定簇，无载体决定簇

巨噬细胞参与需要多数不需要T细胞依赖性是否

应答类型体液免疫和细胞免疫体液免疫

诱导的Ig类型各类IgIgM

免疫记忆形成不形成

常见的抗原种类牛血清蛋白、卵白蛋白、类毒素肺炎球菌荚膜多糖、脂多糖、聚合鞭毛素第二章抗原第四节医学上重要的抗原各种病原微生物细菌的外毒素和类毒素动物血清同种异体抗原异嗜性抗原肿瘤抗原第二章抗原

异嗜性抗原：是一类与种属特异性无关的，存在于人、动物、植物或微生物之间的共同抗原，又称为Forssman抗原。

异嗜性抗原在医学实践中的意义：

1、临床上常用异嗜性凝集反应辅助诊断疾病。如：引起原发性非典型肺炎的肺炎支原体与MG株链球菌间有异嗜性抗原。

2、异嗜性抗原和某些疾病的发生有关。如：A族溶血性链球菌细胞壁的多糖抗原与心瓣膜的糖蛋白有共同抗原，链球菌的M蛋白与心肌成分有共同抗原，因此感染该菌可引起风湿性心脏病。第二章抗原肿瘤抗原肿瘤抗原（tumorantigen)是指细胞在癌变过程中出现的新抗原物质的总称。肿瘤特异性抗原（tumorspecificantigen,TSA)是指仅表达于肿瘤组织而不存在正常组织中的抗原。肿瘤相关性抗原（tumorassociatedantigen,TAA)是指非肿瘤细胞所特有，正常细胞也可表达的抗原，但在肿瘤细胞异位表达或出现量的改变。如胚胎性抗原、某些糖蛋白抗原属此类抗原。第二章抗原第四节诱导免疫细胞增生

的其他成分免疫佐剂丝裂原超抗原第二章抗原免疫佐剂

佐剂—是非特异性的免疫增强剂，有些物质与抗原一起或预先注入机体，可增强机体对该抗原的特异性免疫应答或改变免疫应答类型。佐剂的种类：

1、微生物及其产物：如分枝杆菌（结核杆菌、卡介苗）短小棒状杆菌、白日咳杆菌、革兰氏阴性菌的内毒素。

2、无机化合物：氢氧化铝、明矾等

3、合成佐剂：如双链多聚肌胞苷酸（polyI:C)4、油剂：如弗氏佐剂、矿物油、植物油第二章抗原

弗氏不完全佐剂（IFA)石蜡油+羊脂弗氏佐剂

弗氏完全佐剂(CFA)石蜡油+羊毛脂

+卡介苗抗原和佐剂的比例为1：1，由于佐剂是油剂，加抗原后要充分混合成乳剂。

第二章抗原佐剂的生物学作用：增加抗原的免疫原性，使无或微弱免疫原物质变成有效的免疫原。提高抗体的滴度，提高初次免疫应答和再次免疫应答抗体的滴度。改变抗体的类型，由产生IgM转变成IgG。引起或增强迟发型超敏反应。第二章抗原佐剂的作用机制：改变抗原物理性状，延长抗原在体内存留的时间。刺激单核巨噬细胞增强其对抗原的处理和递呈能力。刺激淋巴细胞增生和分化，从而增强和扩大免疫应答的效应。第二章抗原丝裂原：丝裂原是为植物种子中提取的糖蛋白以及细菌的代谢产物，是非特异的多克隆淋巴细胞激活剂。T、B细胞表面均表达多种丝裂原的受体。在体外实验中丝裂原可刺激静止的淋巴细胞转化为淋巴母细胞，表现为体积增大，胞浆增多，DNA合成增加，出现有丝分裂等变化。实践中常用淋巴细胞对丝裂原刺激的反应，来检测机体免疫系统的功能状态。如：用PHA或ConA刺激的增生反应来测定T细胞功能：用SPA（金黄色葡萄球菌A蛋白）的反应来测定人B细胞的功能：用PWM（美洲商陆丝分裂原

）来测定机体体液免疫和细胞免疫功能。第二章抗原超抗原（Superantigen,SAg)：概念：超抗原由White等于1989年提出的，是一类由细菌外毒素和逆转录病毒蛋白构成的，能与多数T细胞结合并使其活化，极低浓度就能诱发最大的应答效应，类似丝裂原的作用。由于这类物质具有强大的刺激T细胞活化的能力，故称为超抗原。超抗原的种类：外源性超抗原（某些细菌的外毒素）金葡菌肠毒素A、B、C、D、E（staphylocccusenterotoxin,SE)葡萄球菌毒素休克综合征毒素1，TSST-1