抗原與抗原提呈課件

1、抗原與抗原提呈抗原與抗原提呈抗原與抗原提呈課件第一節(jié) 抗原概述v抗原（抗原（antigen，Ag）是一類能刺激機體免疫系統(tǒng)使之產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答、并能與相應(yīng)免疫應(yīng)答產(chǎn)物（抗體和致敏淋巴細(xì)胞）在體內(nèi)外發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)。v抗原的前一種性能稱為免疫原性即抗原能刺激特異性免疫細(xì)胞，使之活化、增生、分化，最終產(chǎn)生免疫效應(yīng)物質(zhì)的特性；后一種性能稱為抗原性(又稱：免疫反應(yīng)性），即抗原可在體內(nèi)外與相應(yīng)的免疫效應(yīng)物質(zhì)發(fā)生特異性結(jié)合的特性。免疫原性（免疫原性（immunogenicity)v抗原分子 機體免疫細(xì)胞（T細(xì)胞、B細(xì)胞）活化、增殖、分化（免疫應(yīng)答） 產(chǎn)生：效應(yīng)T細(xì)胞、抗體 抗原性抗原性(antige

2、nicity)v抗原分子+免疫應(yīng)答產(chǎn)物（效應(yīng)T細(xì)胞、抗體） 特異性結(jié)合反應(yīng) v凡具有免疫原性和抗原性的物質(zhì)稱為完全抗完全抗原原(complete antigen)；只有抗原性而無免疫原性的物質(zhì)稱為半抗原（半抗原（hapten）v在某種情況下，抗原也可誘導(dǎo)相應(yīng)的淋巴細(xì)胞克隆對該抗原表現(xiàn)為特異性無應(yīng)答狀態(tài)，稱為免疫耐受免疫耐受(immune tolerance)。v有些抗原還可引起機體發(fā)生病理性免疫應(yīng)答,如，超敏反應(yīng)。一、抗原的性質(zhì)v抗原物質(zhì)是否具有免疫原性，一方面取決于抗原本身的性質(zhì)，另一方面取決于機體對抗原刺激的反應(yīng)性。 （一）異物性 1、異物性異物性(foreignness)指抗原與被刺激機

3、體自身物質(zhì)間的差異。 1）異種物質(zhì)（各種病原微生物、動物血清） 2）同種異體物質(zhì)（ABO血型抗原、HLA） 3）自身抗原（自身物質(zhì)改變、隱蔽物質(zhì)釋放） 2、一定的理化性狀一定的理化性狀 1）大分子膠體 分子量 1萬 4000 無免疫原性 2）一定的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，包括分子構(gòu)象與易接近性、 物理性狀 二、抗原特異性v特異性(specificity) 是指物質(zhì)之間的相互吻合性或針對性、專一性。v抗原的特異性表現(xiàn)在兩個方面，即免疫原性的特異性和抗原性的特異性。v特異性是免疫應(yīng)答最重要的特點，也是免疫學(xué)診斷與防治的理論依據(jù)。決定抗原特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)是抗原分子中的抗原決定簇抗原決定簇。（一）抗原決定簇（

4、一）抗原決定簇(antigenic determinant)1、概念概念 抗原決定簇 指抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團,又稱表位（epitope)。是被免疫細(xì)胞識別的靶結(jié)構(gòu)，也是免疫反應(yīng)具有特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。v一個多肽決定簇含56個氨基酸殘基；一個多糖決定簇含57個單糖；一個核酸半抗原決定簇含68個核苷酸。v抗原分子表面能與抗體結(jié)合的決定簇總數(shù)稱為抗原結(jié)合價2、抗原決定簇的分類、抗原決定簇的分類v覆蓋型決定簇和非覆蓋型決定簇；v功能性和隱蔽決定簇；vT細(xì)胞決定簇和B細(xì)胞決定簇；v載體決定簇和半抗原決定簇。T細(xì)胞決定簇和細(xì)胞決定簇和B細(xì)胞決定簇細(xì)胞決定簇 vT細(xì)胞決定簇 T細(xì)胞決定簇一般

5、位于抗原分子內(nèi)部，必須由APC將抗原加工處理為小分子多肽并與MHC分子結(jié)合，然后才能被TCR所識別。又稱線性決定簇。vB細(xì)胞決定簇 BCR能與未經(jīng)APC加工的抗原發(fā)生反應(yīng)，其識別的靶結(jié)構(gòu)主要位于抗原分子表面的決定簇。又稱構(gòu)象決定簇（有三維結(jié)構(gòu)）。載體決定簇和半抗原決定簇載體決定簇和半抗原決定簇 實驗實驗1： 二硝酸苯（DNP）家兔DNP抗體（） DNP+牛血清蛋白（BSA）家兔DNP抗體（+） DNP+DNP抗體特異性結(jié)合反應(yīng)結(jié)論： DNP-半抗原；BSA-載體 實驗實驗2：-載體效應(yīng)載體效應(yīng) 組別 初次免疫 再次免疫 DNP抗體 1 BSA-DNP BSA-DNP + 2 BSA-DNP O

6、A-DNP + 3 BSA-DNP+OA BSA-DNP + 結(jié)論： 載體不是單純起運載半抗原的作用，而具有載體特異性； 完全抗原必須具有載體決定簇和半抗原決簇載體決定簇和半抗原決簇 一個天然的抗原物質(zhì)可認(rèn)為由蛋白質(zhì)載體和 一種或多種抗原決定簇組成 一種抗原決定簇刺激機體產(chǎn)生一種相應(yīng)抗體， 多種抗原決定簇（復(fù)合抗原）刺激機體產(chǎn)生多種相應(yīng)抗體 抗原結(jié)合價：指一個抗原分子能與抗體分子結(jié)合的抗原決定簇的總和。復(fù)合抗原是多價抗原，半抗原是單價抗原（二）抗原（二）抗原-抗體反應(yīng)的特異性抗體反應(yīng)的特異性v實驗：實驗： 對位氨基苯甲酸+BSA 家兔對位氨基苯甲酸抗體（+） 對位氨基苯甲酸+對位氨基苯甲酸抗體

7、結(jié)合反應(yīng) （+） 鄰位（間位）氨基苯甲酸+對位氨基苯甲酸抗體結(jié)合反應(yīng) （） 對位氨基苯磺酸（砷酸）+對位氨基苯甲酸抗體結(jié)合反應(yīng) （） 結(jié)論：抗原抗體反應(yīng)具有高度特異性v特異性是由抗原決定簇所決定，而非由整個抗原分子決定抗原決定簇的空間位置很重要抗原結(jié)構(gòu)的旋光度也與抗原特異性有關(guān)（三）交叉反應(yīng)（三）交叉反應(yīng)v實驗實驗：細(xì)菌（甲）細(xì)菌（甲）家兔抗細(xì)菌（甲）細(xì)菌（甲）抗體細(xì)菌（甲）細(xì)菌（甲）+抗細(xì)菌（甲）細(xì)菌（甲）抗體結(jié)合反應(yīng)（+）細(xì)菌（乙）細(xì)菌（乙）+抗細(xì)菌（甲）細(xì)菌（甲）抗體結(jié)合反應(yīng)（+）v結(jié)論：結(jié)論： 細(xì)菌間可有相同的抗原成分存在 若兩種不同的微生物抗原具有相同或相似的抗原決定簇，則稱為共同抗

8、原或交叉抗原。吸收試驗吸收試驗v原理：抗體血清1、2 （多價抗體）+ 抗原1 結(jié)合反應(yīng)離心取上清液抗體血清2（單價抗體）v應(yīng)用：制備單價抗血清三、抗原的種類（一）根據(jù)抗原來源與機體的親緣關(guān)系分類 1、異種抗原 各種微生物及產(chǎn)物，動物免疫血清等。 2、同種異型抗原 ABO血型，Rh血型，HLA 3、自身抗原 4、異嗜性抗原（heterophile antigen) 概念概念：存在于人、動物、植物及微生物等不同種系之間的共同抗原。 意義意義：診斷制劑，與自身免疫病的發(fā)病有關(guān)。（二）根據(jù)抗原激發(fā)機體免疫應(yīng)答對T細(xì)胞的依賴性分類 胸腺依賴性抗原（TD抗原）和非胸腺依賴性抗原（TI抗原）四、誘導(dǎo)免疫細(xì)胞

9、增生的其他成分（一）免疫佐劑 1、概念：某些物質(zhì)若先于抗原或與抗原一起注入機體，可增強機體對該抗原的特異性免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類型，此物質(zhì)稱免疫佐劑。 2、主要種類：弗氏佐劑（油劑+乳化劑），氫氧化鋁凝膠；BCG等。 3、佐劑的作用： 增強抗原的免疫原性；增強機體對抗原刺激的反應(yīng)性；改變抗體類型；引起或增強遲發(fā)性超敏反應(yīng)。（二）絲裂原 PHA、ConA、PWM、LPS （三）超抗原(superantigen , SAg) 1、概念： 某些微量的抗原物質(zhì)具有強大的刺激T細(xì)胞活化的能力，稱此物質(zhì)為超抗原 。 常見于某些細(xì)菌外毒素、逆轉(zhuǎn)錄病毒（HIV） 2、超抗原激活T細(xì)胞的特點v強大的刺激能力v

10、無須抗原處理v與T細(xì)胞相互作用無MHC限制性v選擇性結(jié)合TCR鏈V區(qū)v超抗原不僅可激活T細(xì)胞，而且可能誘導(dǎo)T細(xì)胞的耐受v超抗原的免疫識別位點分為兩類：MHC結(jié)合位和TCRV區(qū)結(jié)合的T細(xì)胞表位3、超抗原的生物學(xué)意義v參與某些病理過程 SAg刺激大量T細(xì)胞激活，產(chǎn)生多種細(xì)胞因子引起某些疾病。如金葡菌外毒素引起毒素休克綜合征。vSAg與自身免疫應(yīng)答 SAg的強大刺激可能激活體內(nèi)自身反應(yīng)性T細(xì)胞，從而誘發(fā)自身免疫性疾病vSAg與免疫抑制 T細(xì)胞因過度激活而被耗竭v與抗腫瘤效應(yīng) CTL被大量激活而對腫瘤發(fā)揮殺傷作用第二節(jié) 抗原提呈 抗原蛋白分子在酶的作用下降解成適合于MHC分子結(jié)合的肽的過程稱為抗原加工

11、，而MHC分子將抗原肽展示于細(xì)胞表面以供T細(xì)胞識別的過程稱抗原遞呈。一、抗原提呈細(xì)胞一、抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell,APC ) （一）概念：是指能捕捉、加工、處理抗原，并將抗原提呈給抗原特異性淋巴細(xì)胞的一類免疫細(xì)胞。 （二）分類 1、專職：樹突狀細(xì)胞、單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)、B細(xì)胞。 2、兼職：內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞和激活的T細(xì)胞樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞(dentritic cell,DC) （一） DC的來源、分化與發(fā)育vDC主要有兩種來源，即髓源性和血源性。v髓源性DC是指由骨髓和臍血中CD34+造血祖細(xì)胞生成。v從外周血單個核細(xì)胞來源的DC屬于血源性，某些單個細(xì)胞在G

12、M-CSF和IL-4作用下可轉(zhuǎn)變?yōu)镈C。骨髓DC前體血流非淋巴組織分化非成熟DC定居上皮組織、胃腸道、生殖道和泌尿管道、氣道以及實質(zhì)臟器的間質(zhì)具有很強的攝取、處理和加工抗原的能力，但提呈抗原能力弱細(xì)胞因子和抗原刺激下DC細(xì)胞成熟并遷移進(jìn)入局部淋巴結(jié)攝取、處理和加工抗原的能力變?nèi)酰岢士乖芰χ饾u增強（二）DC的分布與分類1、淋巴樣組織中的DC：1）濾泡DC:分布于淋巴結(jié)淺皮質(zhì)區(qū)淋巴濾泡內(nèi)2）并指狀DC：分布于淋巴組織胸腺依賴區(qū)和次級淋巴組織中3）胸腺DC：胸腺皮質(zhì)與髓質(zhì)交界處2、非淋巴樣組織DC：1）朗格漢斯細(xì)胞：分布于表皮和胃腸上皮2）間質(zhì)細(xì)胞：內(nèi)臟實質(zhì)器官間質(zhì)毛細(xì)管附近3）循環(huán)的DC：分

13、布于全身淋巴管（三）DC的生物學(xué)特性vDC的共同特征：1、形態(tài)上呈樹突樣；2、表達(dá)CD1a、高水平MHC-II類抗原和多種輔助分子（如：CD54、CD58、CD80、CD86）；3、胞漿內(nèi)存在特異性Birbeck顆粒狀結(jié)構(gòu)；4、吞噬功能較低；5、可有效誘導(dǎo)原始幼稚T細(xì)胞發(fā)生增生。（四）DC的生物學(xué)功能1、抗原提呈 利用受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用攝取可溶性抗原；具有強大的液相吞飲功能；通過吞噬作用攝取大顆粒或微生物。2、參與T、B細(xì)胞的發(fā)育、分化和激活 提供T細(xì)胞激活的協(xié)同刺激信號，釋放可溶性因子等途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長與分化3、免疫調(diào)節(jié)作用 DC可分泌多種細(xì)胞因子參與免疫功能的調(diào)節(jié)；分泌多種趨化因子，介導(dǎo)

14、其他免疫細(xì)胞的趨化作用。4、免疫監(jiān)視功能 某些前體DC對局部各種化學(xué)信號十分敏感，在體內(nèi)發(fā)揮免疫監(jiān)視作用 二、抗原提呈的途徑二、抗原提呈的途徑 （一）溶酶體提呈途徑（外源性抗原），該過程受（一）溶酶體提呈途徑（外源性抗原），該過程受MHC-II分子限制，又稱分子限制，又稱MHC-II類分子途徑。類分子途徑。 外源性抗原是指從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的抗原。外源性抗原是指從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的抗原。1、APC對外源性抗原的吸取與加工對外源性抗原的吸取與加工 抗原物質(zhì)抗原物質(zhì)APC吞噬（胞飲）吞噬（胞飲） 形成吞噬體形成吞噬體+溶酶體溶酶體吞噬溶酶體（內(nèi)體，含吞噬溶酶體（內(nèi)體，含40余種酶）余種酶） 蛋白抗原被水解蛋白抗原被水解肽段肽段 2、抗原肽-MHC-II類分子形成與轉(zhuǎn)運 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)MHC-II類分子（與恒定鏈結(jié)合） MHC-II