免疫學(xué)第二章抗原課件

1、Free Powerpoint Templates第二章 抗原Antigen主要內(nèi)容一、抗原的概念和特性二、抗原的分子基礎(chǔ)三、抗原的免疫特性四、抗原組學(xué)第一節(jié) 抗原的基本概念和特性一、抗原的概念免疫學(xué)發(fā)展的早期一、抗原的概念 隨著免疫學(xué)研究的發(fā)展，已經(jīng)證明：除了微生物或毒素等物質(zhì)，其他非自身的物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后，也能夠誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。 現(xiàn)代免疫學(xué)認(rèn)為：凡能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞，并能與其相應(yīng)抗體或致敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)或體外發(fā)生特異性反應(yīng)的物質(zhì)，統(tǒng)稱為抗原。 抗原 (Ag):與T細(xì)胞結(jié)合，激活T細(xì)胞記憶T細(xì)胞活化的T殺傷細(xì)胞與B細(xì)胞結(jié)合，激活B細(xì)胞產(chǎn)生抗體記憶B細(xì)胞活化的B細(xì)胞抗

2、體活化的B細(xì)胞抗體效應(yīng)T淋巴細(xì)胞免疫原性： 誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答。抗體效應(yīng)T淋巴細(xì)胞反應(yīng)原性：抗原分子與免疫應(yīng)答產(chǎn)物（抗體或致敏淋巴細(xì)胞）發(fā)生特異性結(jié)合。小分子免疫應(yīng)答 （immune response）+載體carrier完全抗原半抗原：只有反應(yīng)原性，沒(méi)有免疫原性的小分子物質(zhì)。載體：賦予半抗原免疫原性的大分子物質(zhì)。半抗原 + 載體 = 完全抗原天然抗原人工抗原合成抗原根據(jù)抗原的來(lái)源，分類如下四、普通抗原的類別天然抗原：指天然的生物、細(xì)胞、及天然的生物產(chǎn)物，主要來(lái)自動(dòng)物、植物、微生物。（1）細(xì)胞、細(xì)菌和病毒（2）蛋白質(zhì)類抗原：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白。（3）糖類抗原（4）脂

3、類抗原（5）核酸抗原自身抗原(autoantigen)：能引起免疫應(yīng)答的自身組織成分稱為自身抗原。例如晶狀體蛋白、腦組織等與淋巴細(xì)胞從未接觸過(guò)的機(jī)體成分。眼球血管角膜蛋白外傷角膜蛋白外流正常組織細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化燒傷等損傷自身突變物質(zhì)異種抗原(xenoantigen)：來(lái)自不同物種的抗原， 但具有極為相似的抗原性。 異嗜性抗原：這類抗原是指不同物種細(xì)胞表面所具有的相同抗原，由于這類抗原是Forssman發(fā)現(xiàn)的，所以又稱Forssman抗原。這種類型的抗原在臨床上可能會(huì)引起某些疾病。豚鼠臟器制成細(xì)胞懸液產(chǎn)生抗體綿羊紅細(xì)胞發(fā)生特異性抗原抗體反應(yīng)豚鼠臟器細(xì)胞表面與綿羊紅細(xì)胞表面具有相同的抗原分子2

4、. 人工抗原：經(jīng)過(guò)人工化學(xué)改造的天然抗原。 例如三硝基酚（TNP）、二硝基酚（DNP）、苯砷酸等都是常用的半抗原，用于制備人工抗原DNP蛋白、碘化蛋白等。3. 合成抗原：化學(xué)合成的分子。（見(jiàn)表21） 近10多年來(lái)利用合成的直鏈和支鏈的聚合體及氨基酸的共聚體，對(duì)于了解免疫原性的分子基礎(chǔ)作出了很大的貢獻(xiàn)。五、 超抗原(superantigen, SAg)超抗原：指能與多數(shù)T cell結(jié)合，只需極少劑量即可誘導(dǎo)最大免疫效應(yīng)的抗原。1989年White提出超抗原的概念。他發(fā)現(xiàn)某些細(xì)菌或病毒的產(chǎn)物可以使很高比例的T細(xì)胞激活，他將這類抗原稱為超抗原。一般的抗原只能激活外周血中0.0010.01%的T細(xì)胞，

5、而超抗原可使225%的T細(xì)胞激活。普通抗原單細(xì)胞克隆應(yīng)答1:104 - 1:105超抗原多克隆應(yīng)答1:4 - 1:10超 抗 原1）外源性超抗原：主要為細(xì)菌的代謝產(chǎn)物，如： 金黃色葡萄球菌腸毒素AE，A族鏈球菌M蛋白，致熱外毒素A-C，關(guān)節(jié)炎支原體絲裂原，小腸結(jié)腸類耶氏菌膜蛋白等。2）內(nèi)源性超抗原：主要為逆轉(zhuǎn)錄病毒產(chǎn)物。如： 病毒DNA與宿主DNA整合，表達(dá)的病毒蛋白質(zhì)產(chǎn)物。SAg的種類：第二節(jié) 抗原的分子基礎(chǔ)一、抗原的理化性質(zhì)1.化學(xué)組成蛋白質(zhì)抗原免疫原性強(qiáng);糖蛋白、脂蛋白、核蛋白有較強(qiáng)免疫原性；脂類、核酸免疫原性很弱；2.分子量大小分子量 10 000dal 免疫原性強(qiáng)；分子量 10 00

6、0dal 免疫原性弱；分子量 4 000dal 一般無(wú)免疫原性；一般來(lái)說(shuō)大分子比小分子物質(zhì)免疫原性強(qiáng)。 3. 分子結(jié)構(gòu)1）分子結(jié)構(gòu)中有側(cè)鏈的物質(zhì)比類似但無(wú)側(cè)鏈的物質(zhì)具有較強(qiáng)的免疫原性。 2）某些特殊氨基酸在肽鏈中的位置對(duì)免疫原性有顯著作用。圖21 聚（酪、谷）聚DL丙L賴氨酸的多鏈共聚物 A.免疫原性；B.無(wú)免疫原性； 谷氨酸； 酪氨酸 聚賴氨酸骨架聚丙氨酸谷氨酸殘基酪氨酸殘基A B二、抗原的特異性和抗原決定簇抗原進(jìn)入機(jī)體只能激發(fā)特異的淋巴細(xì)胞分化增殖，產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞只針對(duì)與相應(yīng)的抗原反應(yīng)，這種性質(zhì)稱為抗原的特異性?？乖禺愋员憩F(xiàn)在2個(gè)方面：免疫原性的特異性；反應(yīng)原性的特異性?？乖?/p>

7、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Antigenic determinant1、概念： 位于抗原物質(zhì)分子表面或著其他部位的具有一定組成和特殊結(jié)構(gòu)的化學(xué)基團(tuán)，也稱抗原表位（epitope）。2.抗原結(jié)合價(jià)：抗原分子表面能與抗體結(jié)合的決定簇總數(shù)抗原決定簇的性質(zhì)、數(shù)量和空間構(gòu)象決定了抗原的特異性。抗原結(jié)合價(jià)越高，抗原的抗原性也就越強(qiáng)。3.性質(zhì)：一個(gè)多肽決定簇含5-6個(gè)氨基酸殘基；一個(gè)多糖決定簇含5-7個(gè)單糖；一個(gè)核酸半抗原決定簇含6-8個(gè)核苷酸4.抗原的免疫優(yōu)勢(shì)：同一種免疫原分子上有許多抗原決定簇，它們誘發(fā)免疫應(yīng)答的能力也是不同的，有的產(chǎn)生高效價(jià)的抗體，稱為免疫優(yōu)勢(shì)決定簇，還有的不

8、能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體，這種無(wú)效力的決定簇稱為免疫靜止決定簇。 按照抗原決定簇的結(jié)構(gòu)可以分為兩大類：順序決定簇 (sequential epitope) ：這類決定簇的功能基團(tuán)取決于組成的氨基酸排列順序，又稱為連續(xù)決定簇(continuous eptiope)。結(jié)構(gòu)決定簇(conformational eptiope)：它是由不連續(xù)的氨基酸順序片斷經(jīng)多肽的折疊卷曲而組合起來(lái)的功能基團(tuán)，一般位于蛋白質(zhì)的表面?？乖瓫Q定簇的分類抗體A抗體B抗體結(jié)合部位抗體結(jié)合部位非連續(xù)性抗原表位連續(xù)性抗原表位圖2-2 一個(gè)抗體與一個(gè)連續(xù)型抗原表位和非連續(xù)性抗原表位的相互作用線性表位和構(gòu)像表位按照決定簇在抗原分子中的位置分為

9、：功能性決定簇：位于分子表面的表位易被BCR或抗體結(jié)合。隱蔽性決定簇：位于分子內(nèi)部的不能與BCR或抗體結(jié)合的表位。在免疫應(yīng)答中，TCR和BCR 所識(shí)別的抗原表位不同，分別稱為T(mén)細(xì)胞表位和B細(xì)胞表位。T細(xì)胞表位B細(xì)胞表位（3）按照識(shí)別決定簇的免疫細(xì)胞分為： T細(xì)胞表位和B細(xì)胞表位蛋白質(zhì)分子中被MHC分子呈遞并被TCR識(shí)別的肽段稱為T(mén)細(xì)胞表位（T cell epitope ）與蛋白質(zhì)分子構(gòu)象無(wú)關(guān)與肽段在蛋白質(zhì)分子中的位置無(wú)關(guān)主要決定于肽段的氨基酸序列與宿主表達(dá)的MHC分子有關(guān)蛋白質(zhì)變性對(duì)其活性并無(wú)影響T細(xì)胞表位 抗原中被BCR 和抗體分子所識(shí)別的部位稱為B細(xì)胞表位（B cell epitope）。

10、抗原表面能夠與抗體結(jié)合的最小單位B細(xì)胞表位是天然的，位于分子的表面或轉(zhuǎn)折處，具有構(gòu)象依賴性 。為構(gòu)象決定簇或順序決定簇，是抗原分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)。抗原表位與抗體分子的抗原結(jié)合部位在形狀上互補(bǔ)才能保證抗原與抗體的緊密結(jié)合。B細(xì)胞表位 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與抗原決定簇的關(guān)系（1）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)只有順序決定簇；（2）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)與抗原的反應(yīng)性密切相關(guān)；（3）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)與抗原決定簇密切有關(guān)；（4）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)能提供更多新的結(jié)構(gòu)決定簇。 決定抗原表位的因素決定抗原表位的因素親水特性兩親性分子運(yùn)動(dòng)性靜態(tài)表面可及性序列的多變性肽鏈的兩端研究抗原表位的主要方法（1）計(jì)算機(jī)分析方法（2）化學(xué)合成多肽方法（3）

11、生物學(xué)方法，以狂犬病毒蛋白抗原表位分析方法為例：制備狂犬病毒N蛋白制備N蛋白多肽片段分析陽(yáng)性片段的氨基酸序列確定抗原表位測(cè)定關(guān)鍵氨基酸（4）用PVDF膜蛋白質(zhì)抗原表位第三節(jié) 抗原的免疫特性并不是什么物質(zhì)都能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答一、抗原的外源性是首要因素抗原大分子與所接觸的機(jī)體的物質(zhì)之間的理化性質(zhì)的差異程度。1、異種物質(zhì)如馬血清，微生物，異種蛋白，破傷風(fēng)抗毒素 親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，抗原性越強(qiáng)2、同種異體物質(zhì)如ABO血型物質(zhì)，HLA3、自身物質(zhì)如眼晶體蛋白，甲狀腺蛋白，腦組織影響抗原免疫原性的因素：AB0血型分子組成分子大小分子結(jié)構(gòu)： 有無(wú)側(cè)鏈 特殊氨基酸 光學(xué)構(gòu)型 電荷及其他物理狀態(tài)二、抗原的理化特

12、性三. 機(jī)體因素（1）遺傳因素 與免疫反應(yīng)基團(tuán)及其表達(dá)有密切關(guān)系； 與MHC有密切關(guān)系；（2）與宿主本身的發(fā)育與生理狀況有關(guān)。 年齡、性別、健康狀況四、抗原進(jìn)入機(jī)體的途徑和劑量具有免疫原性的物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后能否誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應(yīng)答，還受抗原的劑量、免疫的途徑、免疫間隔的時(shí)間等多種因素的影響。五、免疫佐劑 adjuvant佐劑是一類能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的物質(zhì)。先抗原或與抗原一起注入動(dòng)物體內(nèi)，可非特異性地增強(qiáng)機(jī)體對(duì)該抗原的特異性的免疫應(yīng)答，或改變免疫應(yīng)答類型。使抗原暫存，逐步釋放刺激淋巴細(xì)胞；能引起肉芽腫或炎癥細(xì)胞；參與刺激淋巴細(xì)胞增值與分化。佐劑有增強(qiáng)免疫應(yīng)答的能力，主要表現(xiàn)在：吸附作用： 吸

13、附抗原，使抗原便于被吞噬細(xì)胞吞噬；改變抗原的理化性質(zhì)： 起到增強(qiáng)抗原的免疫原性的作用；延長(zhǎng)抗原在體內(nèi)的滯留時(shí)間： 使抗原形成抗原儲(chǔ)存庫(kù)，使抗原緩慢釋放；增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬活性，并可以誘導(dǎo)T、B 細(xì)胞增殖。佐劑的作用原理無(wú)機(jī)佐劑：氫氧化鋁、明礬等有機(jī)佐劑：微生物及其產(chǎn)物（卡介苗）合成佐劑：人工合成的雙鏈雙聚核苷酸混合佐劑：弗氏佐劑（Freunds adjuvant） 弗氏不完全佐劑：石蠟油+羊毛脂+抗原 弗氏完全佐劑：石蠟油+羊毛脂+抗原+滅活卡介苗佐劑種類半抗原（hapten）的免疫特性一、半抗原的特點(diǎn)：1、（半抗原+載體）屬于人工抗原2、本身不具有免疫原性，與某種載體偶聯(lián)才表現(xiàn)免疫原性3、半

14、抗原相當(dāng)于一個(gè)抗原決定簇4、具有反應(yīng)原性5、大多是不含蛋白質(zhì)的低分子化合物和一些離子半抗原是人工抗原半抗原載體效應(yīng)載體效應(yīng)：初次與再次免疫時(shí)，只有使半抗原結(jié)合在同一種載體上，才能產(chǎn)生抗半抗原的再次免疫應(yīng)答，這種現(xiàn)象稱為載體效應(yīng)。載體現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證明，T細(xì)胞表面的抗原受體主要和免疫原的載體相互作用，而B(niǎo)細(xì)胞表面的抗原受體則和完整抗原的半抗原決定簇相互作用Mitchison等在70年代闡明了載體效應(yīng)的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)： 半抗原-載體現(xiàn)象它可解釋為什么低分子量化合物與體內(nèi)載體蛋白質(zhì)分子結(jié)合誘發(fā)超敏性反應(yīng)產(chǎn)生的藥物過(guò)敏癥。如苯胺類染料、鎮(zhèn)靜劑司眠脲、退熱劑阿司匹林、氨基比林以及多種抗生素分解產(chǎn)物等是誘發(fā)

15、藥物過(guò)敏癥的原因。 青霉素孢子侵入同血漿中的蛋白成分結(jié)合成完全抗原使機(jī)體產(chǎn)生抗青霉素的抗血清機(jī)體再次接觸青霉素發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng)不同基團(tuán)，同種基團(tuán)的不同位置半抗原的特異性d、只有特異反應(yīng)性而無(wú)免疫原性。鞏固練習(xí)有關(guān)半抗原的敘述，正確的選項(xiàng)是：（1）a、具有特異反應(yīng)性與免疫原性；b、無(wú)特異反應(yīng)性與免疫原性， 需與蛋白載體結(jié)合后方具有；c、只有免疫原性而無(wú)特異反應(yīng)性；d、只有特異反應(yīng)性而無(wú)免疫原性。e、可刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。鞏固練習(xí)有關(guān)半抗原的敘述，正確的選項(xiàng)是：（2）a、大分子物質(zhì)；b、具有免疫原性和免疫反應(yīng)性；c、小分子物質(zhì)，具有免疫反應(yīng)性，在與蛋白質(zhì)結(jié)合后才具有免疫原性；d、具有免疫原性，

16、但不能與相應(yīng)抗體起反應(yīng)；c、小分子物質(zhì)，具有免疫反應(yīng)性，在與蛋白質(zhì)結(jié)合后才具有免疫原性；e、有佐劑作用。鞏固練習(xí)有關(guān)半抗原的敘述，正確的選項(xiàng)是：（3）a、有免疫原性，無(wú)免疫反應(yīng)性；b、可與抗體結(jié)合，但不一定出現(xiàn) 可見(jiàn)反應(yīng)；c、動(dòng)物血清對(duì)人來(lái)說(shuō)是半抗原；d、化學(xué)性質(zhì)均為蛋白；b、可與抗體結(jié)合，但不一定出現(xiàn) 可見(jiàn)反應(yīng)；d、只誘發(fā)產(chǎn)生IgM 。有關(guān)半抗原的敘述，正確的選項(xiàng)是：鞏固練習(xí)（4）a、具有抗原特異性；b、刺激T細(xì)胞增生；c、刺激B細(xì)胞增生；（4）a、具有抗原特異性；抗原的交叉性一、交叉抗原 不同抗原物質(zhì)之間除了具有本身特異性抗原之外，還可能存在著共同的抗原決定簇。 如果兩種不同的抗原之間存在

17、相同的抗原決定簇，則將帶有相同抗原決定簇的抗原稱為交叉抗原或共同抗原。 擁有共同抗原在自然界是很常見(jiàn)的二、交叉反應(yīng)（Crossreaction）一種抗體對(duì)具有共同抗原決定簇的兩種不同抗原都能結(jié)合，產(chǎn)生免疫反應(yīng)，稱為交叉反應(yīng)。交叉反應(yīng)可用于臨床感染的診斷 ，如立克次體感染時(shí)，可用變形桿菌抗原代替立克次體抗原檢測(cè)體內(nèi)相應(yīng)的抗體(即外斐反應(yīng))。交叉反應(yīng)抗原A抗原B交叉反應(yīng)牛痘疫苗VACCINE天花病毒Bm細(xì)胞第四節(jié) 抗原組學(xué)基因組學(xué)：研究生物體基因組的組成、結(jié)構(gòu)與功能的學(xué)科。蛋白質(zhì)組學(xué)：它在本質(zhì)上指的是在大規(guī)模水平上研究蛋白質(zhì)的特征，包括蛋白質(zhì)的表達(dá)水平，翻譯后的修飾，蛋白與蛋白相互作用等，由此獲得蛋白質(zhì)水平上的關(guān)于疾病發(fā)生，細(xì)胞代謝等過(guò)程的整體而全面的認(rèn)識(shí)?？乖M是指所有編碼的病原生物的抗原蛋白陣列。鑒定病原生物的全部抗原上的抗體結(jié)合表位就是抗原組學(xué)，也稱抗原表位組學(xué)。疫苗：是指為了預(yù)防、控制傳染病的發(fā)生、流行，用于人