第二章__抗原

1、第二章第二章 抗抗 原原 (Antigen，Ag)學習目標1.掌握抗原的概念及特性；抗原決定簇的概念；構(gòu)成抗原免疫原性的條件。2.熟悉異嗜性抗原在致病與診斷中的實際意義。3.了解抗原的分類。 Humoral Immune responseYYB cellsYYYYYantibodyCellular Immune response(Effector T cellT cells是能夠是能夠刺激刺激機體機體T、B淋巴細胞產(chǎn)生特異性免疫效應物質(zhì)淋巴細胞產(chǎn)生特異性免疫效應物質(zhì)（即抗體或致敏淋巴細胞），并且能與應答產(chǎn)生的抗體（即抗體或致敏淋巴細胞），并且能與應答產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細胞或致敏淋巴細胞特異性

2、結(jié)合特異性結(jié)合的物質(zhì)，是啟動免疫應答的的物質(zhì)，是啟動免疫應答的始發(fā)因素。始發(fā)因素?？乖幕靖拍羁乖幕靖拍钭匀唤缰写嬖诖笞匀唤缰写嬖诖笥谟?017種抗原種抗原 我們生活中常見的抗原性物質(zhì)我們生活中常見的抗原性物質(zhì): :抗原的化學本質(zhì)抗原的化學本質(zhì)l蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)l多肽多肽l多糖多糖l類脂類脂, , 脂肪脂肪lDNA, RNADNA, RNAl簡單化合物簡單化合物漿細胞漿細胞Effector T cellantibody抗原的兩大基本特性抗原的兩大基本特性1、免疫原性（、免疫原性（ immunogenicity）：）：抗原能刺激機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞的能力?？乖艽碳C體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴

3、細胞的能力。漿細胞漿細胞 2、反應原性（、反應原性（reactionogenicity）：）： 抗原能與其誘生的抗體或致敏淋巴細胞特異性反應抗原能與其誘生的抗體或致敏淋巴細胞特異性反應的能力的能力。bind and reactbind and reactEffector T cellantibody所有抗原都具有所有抗原都具有Immunogenicity and reactionogenicity ？請看這個實驗：請看這個實驗：（三）半抗原（三）半抗原 半抗原半抗原 (hapten)： 指僅具備免疫反應性而不具有指僅具備免疫反應性而不具有免疫原性的物質(zhì)。免疫原性的物質(zhì)。 若將半抗原與另一種蛋白

4、質(zhì)分子（載體若將半抗原與另一種蛋白質(zhì)分子（載體, carrier）偶聯(lián)）偶聯(lián)起來，則具有了刺激機體產(chǎn)生抗半抗原抗體的能力。起來，則具有了刺激機體產(chǎn)生抗半抗原抗體的能力。 載體載體(carrier)：賦予半抗原免疫原性的大分子物：賦予半抗原免疫原性的大分子物質(zhì)質(zhì) 完全抗原完全抗原(complete antigen)：同時具有免疫原性：同時具有免疫原性和反應原性的物質(zhì)。和反應原性的物質(zhì)。haptencarriercomplete antigen一、異物性一、異物性 重要性質(zhì)重要性質(zhì)化學結(jié)構(gòu)與宿主自身成分不同或在胚胎期機體的免疫活化學結(jié)構(gòu)與宿主自身成分不同或在胚胎期機體的免疫活性細胞從未接觸過的物質(zhì)

5、。性細胞從未接觸過的物質(zhì)。親緣關(guān)系越遠，親緣關(guān)系越遠，抗原性越強?？乖栽綇?。第一節(jié)第一節(jié) 影響抗原免疫原性的因素影響抗原免疫原性的因素2、同種異體物質(zhì)、同種異體物質(zhì)如如ABO血型物質(zhì)血型物質(zhì)，MHC3、改變或隱蔽的自身物質(zhì)、改變或隱蔽的自身物質(zhì)如眼晶狀體蛋白，精子，腦組織如眼晶狀體蛋白，精子，腦組織具有異物性的物質(zhì)分為：具有異物性的物質(zhì)分為：1、異種物質(zhì)異種物質(zhì)1. 分子大小：分子大?。?0 kDa分子量大分子量大免疫原性強免疫原性強（一）抗原的理化性質(zhì)（一）抗原的理化性質(zhì)小分子物質(zhì)小分子物質(zhì) 大分子物質(zhì)大分子物質(zhì)二、理化特性二、理化特性2. 化學組成：化學組成：天然抗原多為大分子有機物；特

6、殊化學基團天然抗原多為大分子有機物；特殊化學基團如芳香族氨基酸，芳香族氨基酸越多，免疫如芳香族氨基酸，芳香族氨基酸越多，免疫原性越強；多糖殘基的細微差別可導致抗原原性越強；多糖殘基的細微差別可導致抗原特異性的不同。特異性的不同。苯丙氨酸苯丙氨酸色氨酸色氨酸酪氨酸酪氨酸p簡單重復的有機大分子如明膠簡單重復的有機大分子如明膠（分子量為（分子量為100-150kDa），無免），無免疫原性疫原性p胰島素（分子量為胰島素（分子量為5.7kDa，但其富，但其富含芳香族氨基酸，因而免疫原性強含芳香族氨基酸，因而免疫原性強明膠分子示意圖明膠分子示意圖胰島素結(jié)構(gòu)圖胰島素結(jié)構(gòu)圖3. 物理性狀：物理性狀：直鏈分子直

7、鏈分子新型疫苗研制新型疫苗研制多分支肽疫苗示意圖多分支肽疫苗示意圖“模擬病毒模擬病毒”顆粒疫苗示意圖顆粒疫苗示意圖顆?？乖扇苄钥乖w粒抗原可溶性抗原多聚體單體多聚體單體分支結(jié)構(gòu)直鏈分子分支結(jié)構(gòu)直鏈分子4. 分子構(gòu)象的易接近性：分子構(gòu)象的易接近性：分子構(gòu)象：分子構(gòu)象：是指抗原分子中一些特殊化學基團是指抗原分子中一些特殊化學基團的立體構(gòu)象。的立體構(gòu)象。易接近性易接近性：是指抗原表面這些特殊的化學基團：是指抗原表面這些特殊的化學基團與淋巴細胞表面相應受體相互接觸的難易程度。與淋巴細胞表面相應受體相互接觸的難易程度。易接近性常與這些化學基團在抗原分子中分布易接近性常與這些化學基團在抗原分子中分布的部

8、位有關(guān)。的部位有關(guān)。抗原分子結(jié)構(gòu)的易接近性抗原分子結(jié)構(gòu)的易接近性抗原與機體的相互作用抗原與機體的相互作用三、抗原進入機體的方式三、抗原進入機體的方式四、宿主因素四、宿主因素p抗原劑量抗原劑量應答應答無抗體產(chǎn)生無抗體產(chǎn)生無抗體產(chǎn)生無抗體產(chǎn)生低劑量抗原誘導低劑量抗原誘導低帶耐受低帶耐受(low-zone tolerance)高劑量抗原誘導高劑量抗原誘導高帶耐受高帶耐受(high-zone tolerance)三三. 抗原進入機體的方式抗原進入機體的方式p抗原免疫途徑抗原免疫途徑 皮內(nèi)注射皮內(nèi)注射皮下注射皮下注射肌肉注射肌肉注射腹腔注射腹腔注射 靜脈注射靜脈注射口服口服我們每天吃的食物是否引起免疫應

9、答？我們每天吃的食物是否引起免疫應答？怎樣進行有效的疫苗接種？怎樣進行有效的疫苗接種？p免疫程序免疫程序 合理的免疫程序，比如免疫間隔時間、免疫合理的免疫程序，比如免疫間隔時間、免疫次數(shù)次數(shù)p佐劑的應用佐劑的應用常常利用免疫佐劑來提高抗原的常常利用免疫佐劑來提高抗原的免疫原性免疫原性四、宿主因素四、宿主因素p異物性：異物性： 親緣關(guān)系越遠親緣關(guān)系越遠異物性越強異物性越強p宿主遺傳性宿主遺傳性 遺傳因素遺傳因素 同種動物不同品系及同種動物不同品系及不同個體對同種抗原產(chǎn)生不同強度不同個體對同種抗原產(chǎn)生不同強度的免疫應答。的免疫應答。 年齡、性別與健康狀態(tài)年齡、性別與健康狀態(tài) 青壯年青壯年 幼年幼年

10、/ /老年老年 雌性雌性 雄性，但懷孕動物例外雄性，但懷孕動物例外 感染或免疫抑制感染或免疫抑制特異性：特異性：反應原性的特異性：反應原性的特異性：免疫原性的特異性：免疫原性的特異性：指抗原與其受體（指抗原與其受體（TCR和和BCR）或免疫）或免疫應答產(chǎn)物抗體專一結(jié)合的性質(zhì)。應答產(chǎn)物抗體專一結(jié)合的性質(zhì)。第二節(jié)第二節(jié) 抗原的特異性抗原的特異性與交叉反應與交叉反應流感病毒流感病毒流感病毒抗體流感病毒抗體乙肝病毒抗體乙肝病毒抗體乙肝病毒乙肝病毒免疫原性的特異性免疫原性的特異性：指：指某一特定抗原只能激發(fā)某一特定抗原只能激發(fā)機體產(chǎn)生針對該抗原的機體產(chǎn)生針對該抗原的特異性抗體和特異性抗體和/ /或致敏或

11、致敏淋巴細胞淋巴細胞反應原性的特異性反應原性的特異性：指：指某一特定抗原只能與其某一特定抗原只能與其特異性抗體和特異性抗體和/ /或致敏或致敏淋巴細胞結(jié)合而出現(xiàn)反淋巴細胞結(jié)合而出現(xiàn)反應應決定抗原特異性的基礎是什么呢？決定抗原特異性的基礎是什么呢？流感病毒流感病毒流感病毒抗體流感病毒抗體乙肝病毒抗體乙肝病毒抗體乙肝病毒乙肝病毒一、抗原決定簇一、抗原決定簇抗原分子中決定抗原特抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基因，異性的特殊化學基因，是被免疫細胞識別的靶是被免疫細胞識別的靶結(jié)構(gòu)，又稱結(jié)構(gòu)，又稱抗原表位抗原表位。概念概念 Ag2 Ag1抗原決定基抗原決定基/表位表位抗原決定簇的性質(zhì)、數(shù)目、位置、空間

12、結(jié)構(gòu)決抗原決定簇的性質(zhì)、數(shù)目、位置、空間結(jié)構(gòu)決定著抗原的特異性。定著抗原的特異性。1. 根據(jù)結(jié)構(gòu)分類根據(jù)結(jié)構(gòu)分類（1）線性表位）線性表位 (sequential determinant/linear epitope)： 序列相連續(xù)的氨基酸肽片段構(gòu)成的表位，可序列相連續(xù)的氨基酸肽片段構(gòu)成的表位，可以位于抗原分子的任何部位?；蚍Q順序表位以位于抗原分子的任何部位?；蚍Q順序表位（2）構(gòu)象表位）構(gòu)象表位 (conformational determinant/non-linear epitope)： 由空間構(gòu)象形成的表位，序列上不連續(xù)。一由空間構(gòu)象形成的表位，序列上不連續(xù)。一般位于抗原分子的表面。或稱非

13、線性表位般位于抗原分子的表面?；蚍Q非線性表位（二）抗原表位分類（二）抗原表位分類線性表位線性表位 vs vs 構(gòu)象性表位構(gòu)象性表位 位于抗原分子表面，易被相應位于抗原分子表面，易被相應B細胞所識別，可啟動細胞所識別，可啟動免疫應答。免疫應答。 位于抗原分子內(nèi)部，不易被相應淋巴細胞所識別，不位于抗原分子內(nèi)部，不易被相應淋巴細胞所識別，不易啟動免疫應答。若因各種理化因素使其暴露出來，易啟動免疫應答。若因各種理化因素使其暴露出來，則可啟動免疫應答的發(fā)生。則可啟動免疫應答的發(fā)生。 3. 按識別表位的淋巴細胞分類按識別表位的淋巴細胞分類（1）T細胞表位：細胞表位： 僅被僅被T細胞表面的細胞表面的TCR識

14、別識別（2）B細胞表位細胞表位: 僅被僅被B細胞表面的細胞表面的BCR識別識別 抗原的結(jié)合價（抗原的結(jié)合價（antigenic valence）是指能和抗）是指能和抗體分子結(jié)合的功能性表位的總數(shù)。體分子結(jié)合的功能性表位的總數(shù)。 僅含一個表位的抗原為一價抗原，半抗原為單價半抗原為單價 天然抗原一般是大分子，由多種、多個抗原表位組成，是多價抗原，可以和多個抗體分子交互結(jié)合。二、二、 抗原的結(jié)合價抗原的結(jié)合價 共同抗原表位：不同抗原相互間共同抗原表位：不同抗原相互間存在的部分相同的抗原決定簇存在的部分相同的抗原決定簇三三、共共同同抗抗原原和和交交叉叉反反應應抗原甲抗原甲抗原乙抗原乙交叉反應：抗體與具

15、有相同或相似決定簇交叉反應：抗體與具有相同或相似決定簇的不同抗原之間出現(xiàn)的反應。的不同抗原之間出現(xiàn)的反應。抗原甲抗原甲抗原甲抗原甲抗原乙抗原乙抗原乙抗原乙抗體抗體1 1刺激機體刺激機體產(chǎn)生抗體產(chǎn)生抗體異嗜性抗原（異嗜性抗原（heterophilic antigen,Fossman antigen） 是一類與種屬特異性無關(guān)的，存在于人、是一類與種屬特異性無關(guān)的，存在于人、動物、植物或微生物之間的共同抗原。動物、植物或微生物之間的共同抗原。豚鼠豚鼠綿羊綿羊共同抗原（共同抗原（Fossman抗原）抗原）Ag2Ag1人腎小球基膜人腎小球基膜A組組B型型溶血性鏈球菌溶血性鏈球菌細胞細胞壁壁M蛋白蛋白Ab

16、交叉反應交叉反應刺激機體刺激機體共同表位共同表位溶血性鏈球菌感染與急性腎小球腎炎溶血性鏈球菌感染與急性腎小球腎炎實際意義實際意義 溶血性鏈球菌溶血性鏈球菌 腎小球基底膜腎小球基底膜 立克次體立克次體 變形桿菌變形桿菌 大腸桿菌大腸桿菌O O1414型型 結(jié)腸粘膜結(jié)腸粘膜牛痘病毒牛痘病毒人天花病毒人天花病毒三、抗原的種類三、抗原的種類1. 胸腺依賴抗原（胸腺依賴抗原（thymus dependent antigen, TD -Ag）：）： 此類抗原刺激此類抗原刺激B細胞產(chǎn)生抗體的過程中必需細胞產(chǎn)生抗體的過程中必需依賴依賴T細胞輔助絕大細胞輔助絕大多數(shù)多數(shù)蛋白質(zhì)抗原屬于此類抗原，蛋白質(zhì)抗原屬于此類

17、抗原，由由T細胞表位和細胞表位和B細胞表位組成細胞表位組成。2. 胸腺非依賴抗原（胸腺非依賴抗原（thymus independent antigen, TI -Ag） 此類抗原刺激此類抗原刺激B細胞產(chǎn)生抗體細胞產(chǎn)生抗體不依賴不依賴T細胞細胞，如，如少數(shù)多糖抗原，由少數(shù)多糖抗原，由多個重復的多個重復的B細胞表位組成細胞表位組成。（一）根據(jù)抗原誘生抗體是否需（一）根據(jù)抗原誘生抗體是否需T細胞輔助：細胞輔助：TD抗原抗原TI抗原抗原多個重復的多個重復的B細胞表位細胞表位B細胞對細胞對TD抗原的識別機制抗原的識別機制1. 異種抗原（異種抗原（xenogenic Ag）: 病原微生物病原微生物微生物的

18、代謝產(chǎn)物微生物的代謝產(chǎn)物動物免疫血清及異種器官移植物動物免疫血清及異種器官移植物（二）根據(jù)與機體的親緣關(guān)系（二）根據(jù)與機體的親緣關(guān)系真菌真菌 外毒素和類毒素外毒素和類毒素外毒素外毒素機體機體抗毒素抗毒素類毒素類毒素機體機體抗毒素抗毒素中和外毒素中和外毒素脫毒具有兩重性：具有兩重性：（1）抗體作用）抗體作用 如：抗毒素血清（馬血清）如：抗毒素血清（馬血清） 破傷風破傷風 抗毒素血清、白喉抗毒素血清等?？苟舅匮?、白喉抗毒素血清等。（2）異種抗原作用：）異種抗原作用： 異種動物的血清蛋白對人具有免疫原異種動物的血清蛋白對人具有免疫原 性，可導致血清過敏性休克。性，可導致血清過敏性休克。 異種動物血

19、清異種動物血清由于遺傳基因的差異，同種不同個體間相同組織器官或細胞表面的不同抗原成分。紅細胞血型抗原ABO血型抗原：Rh血型抗原：抗原人類白細胞抗原（組織相容性抗原）二、同種異型抗原： 同種異型同種異型異種異種 1.ABO 1.ABO血型系統(tǒng)：血型系統(tǒng)： A A、B B、ABAB、O O四型四型 血型血型 抗原（抗原（RBCRBC） 抗體（血清）抗體（血清） A A型型 A A抗原抗原 B B抗體抗體 B B型型 B B抗原抗原 A A抗體抗體 AB AB型型 AB AB抗原抗原 無無A A、B B抗體抗體 O O型型 無無A A、B B抗原抗原 A A、B B抗體抗體 不同血型的人相互之間輸

20、血可引起不同血型的人相互之間輸血可引起嚴重的輸血反應嚴重的輸血反應2.Rh2.Rh血型系統(tǒng)：血型系統(tǒng)： 我國人群中為我國人群中為h陽性陽性。 人人RBCRBC恒河猴恒河猴RBCRBC（三）自身抗原（三）自身抗原隱蔽的自身抗原：如精子、眼晶體蛋白、腦隱蔽的自身抗原：如精子、眼晶體蛋白、腦 組織等組織等修飾的自身抗原：如變異的修飾的自身抗原：如變異的IgGIgG指細胞在癌變過程中出現(xiàn)的新抗原及過度表達的抗原物質(zhì)的總稱。（四）腫瘤抗原：（四）腫瘤抗原： 1、腫瘤特異性抗原2、腫瘤相關(guān)抗原n非腫瘤細胞所特有非腫瘤細胞所特有n正常細胞和其他組織上也存在正常細胞和其他組織上也存在n含量在細胞癌變時明顯增高

21、含量在細胞癌變時明顯增高n只表現(xiàn)量的改變，無嚴格腫瘤特異性只表現(xiàn)量的改變，無嚴格腫瘤特異性 典型代表：胚胎性抗原典型代表：胚胎性抗原如AFPAFP（甲胎蛋白）（甲胎蛋白） CEACEA（癌胚抗原）（癌胚抗原）腫瘤相關(guān)抗原輔助診斷原發(fā)性肝癌內(nèi)源性抗原內(nèi)源性抗原 -在機體細胞內(nèi)合成的抗原。在機體細胞內(nèi)合成的抗原。外源性抗原外源性抗原 -來源于細胞外的抗原，機體內(nèi)抗原提呈細來源于細胞外的抗原，機體內(nèi)抗原提呈細胞可將其攝入，加工處理后，遞呈給胞可將其攝入，加工處理后，遞呈給T細胞。細胞。（五）按抗原的合成部位分類（五）按抗原的合成部位分類內(nèi)源性抗原和外源性抗原的產(chǎn)生內(nèi)源性抗原和外源性抗原的產(chǎn)生1. 概

22、念概念 一類可直接結(jié)合一類可直接結(jié)合T細胞抗原受體（細胞抗原受體（TCR），只），只需極低濃度即可激活需極低濃度即可激活5%20%T細胞克隆，細胞克隆，并誘導強烈免疫應答的物質(zhì)。并誘導強烈免疫應答的物質(zhì)。（一）超抗原（一）超抗原(superantigen, sAg)第四節(jié)第四節(jié) 絲裂原、超抗原及佐劑絲裂原、超抗原及佐劑超抗原一般抗原單克隆/寡克隆T 細胞應答1:104 - 1:105超抗原多克隆T 細胞應答1:4 - 1:102. 作用特點作用特點p無需抗原加工與提呈，無無需抗原加工與提呈，無MHC限制性限制性p分別與分別與TCR V和和APC表面表面MHC 分子非多分子非多態(tài)區(qū)外側(cè)結(jié)合，形成

23、態(tài)區(qū)外側(cè)結(jié)合，形成TCR V -超抗原超抗原- MHC 分子復合物分子復合物psAg所誘導的所誘導的T細胞應答，其效應并非針對超細胞應答，其效應并非針對超抗原本身，而是通過分泌大量細胞因子參與某抗原本身，而是通過分泌大量細胞因子參與某些病理生理過程。些病理生理過程。 外源性超抗原：主要為細菌的代謝產(chǎn)物。外源性超抗原：主要為細菌的代謝產(chǎn)物。 如金黃色葡萄球菌腸毒素（如金黃色葡萄球菌腸毒素（SE）；毒素休克）；毒素休克綜合癥毒素綜合癥毒素1 1（TSST1）；）；A A族鏈球菌族鏈球菌M M蛋白、致熱蛋白、致熱外毒素等。外毒素等。 內(nèi)源性超抗原：主要為逆轉(zhuǎn)錄病毒產(chǎn)物。內(nèi)源性超抗原：主要為逆轉(zhuǎn)錄病毒

24、產(chǎn)物。 如病毒如病毒DNA與宿主與宿主DNA整合，表達的病毒蛋整合，表達的病毒蛋白質(zhì)產(chǎn)物。白質(zhì)產(chǎn)物。3. sAg的種類的種類（二）（二） 佐佐 劑劑 (adjuvant) 1. 概念：概念： 是一種非特異性免疫增強劑，預先或同抗原一齊是一種非特異性免疫增強劑，預先或同抗原一齊注射到機體，能增強對該抗原的免疫應答或改變注射到機體，能增強對該抗原的免疫應答或改變免疫應答的類型。免疫應答的類型。 2. 佐劑的種類佐劑的種類微生物及其產(chǎn)物：如分枝桿菌（結(jié)核桿菌、微生物及其產(chǎn)物：如分枝桿菌（結(jié)核桿菌、卡介苗）卡介苗）無機化合物：氫氧化鋁、明礬無機化合物：氫氧化鋁、明礬合成佐劑：如雙鏈多聚肌胞苷酸（合成佐

25、劑：如雙鏈多聚肌胞苷酸（polyI:C)油劑：如弗氏佐劑、礦物油、植物油油劑：如弗氏佐劑、礦物油、植物油動物試驗最常用的佐劑：動物試驗最常用的佐劑：弗式不完全佐劑弗式不完全佐劑（incomplete Freunds adjuvat ，F(xiàn)IA) 液體石蠟液體石蠟(或植物油或植物油)+羊毛脂羊毛脂(或或Tweeen-80);弗式完全佐劑弗式完全佐劑（complete Freunds adjuvat ，F(xiàn)CA) 液體石蠟液體石蠟(或植物油或植物油)+羊毛脂羊毛脂(或或Tweeen-80)+死結(jié)核桿菌死結(jié)核桿菌(或或BCG)3. 佐劑的效應佐劑的效應增加抗原的免疫原性，使無或微弱免疫原物增加抗原的免疫原性，使無或微弱免疫原物質(zhì)變成有效的免疫原。質(zhì)變成有效的免疫原。提高抗體的滴度，提高初次免疫應答和再次提高抗體的滴度，提高初次免疫應答和再次免