醫(yī)學(xué)免疫學(xué)第二講 抗原(第3章)

1、第二講 抗原(第3章，P25)主要內(nèi)容及要求 1.掌握抗原的概念與特性。2.熟悉抗原的種類。3.熟悉共同抗原與交叉反應(yīng)，影響抗原免疫應(yīng)答的因素。4.熟悉超抗原的概念及主要特點(diǎn)。佐劑的含義。1一、概述 1、抗原(antigen，Ag)的定義 抗原指能與B細(xì)胞的BCR及T細(xì)胞的TCR結(jié)合，促使其增殖、分化，產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞，并能與相應(yīng)抗體或致敏淋巴細(xì)胞結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮免疫效應(yīng)的物質(zhì)。 抗原的基本特性：免疫原性 + 抗原性22、抗原的特性 指抗原物質(zhì)刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，即誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞的能力。 (1)免疫原性(immunogenicity) Activated B cellanti

2、bodyActivated CTL具有免疫原性的物質(zhì)，稱為免疫原。3(2)抗原性(antigenicity) 指抗原物質(zhì)與其所誘生的抗體和/或致敏淋巴T細(xì)胞特異性結(jié)合的能力，又叫免疫反應(yīng)性。 (immunoreactivity)43、半抗原(hapten)和載體(carrier) 完全抗原具有(免疫原性抗原性) 的物質(zhì)半抗原(Hapten) -只有抗原性而沒有免疫原性的物質(zhì)完全抗原半抗原載體如大多數(shù)蛋白質(zhì)、各種病原體、異種動物血清等 簡單物質(zhì)，如二硝基酚、細(xì)菌的莢膜多糖抗原等 5半抗原(Hapten) 小分子免疫應(yīng)答 （immune response）+載體 carrier6二、抗原的異物性與

3、特異性 (一)異物性-是免疫原性的首要條件免疫原性的本質(zhì)是異物性。 異物：指與胚胎期未成熟的淋巴細(xì)胞沒有充分接觸過的物質(zhì)。可以是異種物質(zhì)、同種異型物質(zhì)，以及結(jié)構(gòu)改變的或與免疫系統(tǒng)隔離的自身成分?？乖镔|(zhì)與機(jī)體的親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，組織結(jié)構(gòu)的差異就越大，異物性越強(qiáng)，其免疫原性就越強(qiáng)。7(二)特異性指刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答及其與應(yīng)答產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)所顯示的專一性。在免疫原性上在抗原性上 8免疫學(xué)鑒定、診斷、預(yù)防、治療等都是建立在免疫應(yīng)答和免疫反應(yīng)具有特異性的基礎(chǔ)上 9抗原表位-決定抗原特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)1、抗原表位(epitope)的概念 概念：指抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)，又稱抗原決定基/蔟(an

4、tigenic determinants)。 。作用：它是與TCR、BCR及抗體 特異性結(jié)合的基本單位。組成：通常由5-15個氨基酸、或5-7個單糖、或5-7個核苷酸組成。10抗原表位或決定基 antigen antigen antigen表位是抗原與特異性免疫反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)合的最小單位11抗原結(jié)合價-抗原分子上能與抗體分子結(jié)合的抗原表位的總數(shù)。 多價抗原122、抗原表位的類型 (1) 根據(jù)表位結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為兩類：順序表位-即線性表位或連續(xù)性表位由連續(xù)性線性排列的短肽構(gòu)成 。構(gòu)象表位-非連續(xù)性表位指短肽、多糖殘基等在序列上不連續(xù)排列，在空間上形成特定的空間構(gòu)象。 COOH12345678910111

5、2131415161718NH319202122232425262728291314(2)根據(jù)T、B細(xì)胞所識別的抗原表位的不同分：T細(xì)胞表位：TCR識別的抗原表位 。TCR僅識別由抗原提呈細(xì)胞加工提呈的線性表位，這些表位可存在于抗原物質(zhì)的任何部位。B細(xì)胞表位：BCR或抗體識別的表位。BCR可直接識別抗原分子的線性表位或構(gòu)象表位，B細(xì)胞表位多位于抗原表面，可直接刺激B細(xì)胞。B細(xì)胞表位（半抗原）天然抗原（多價）T細(xì)胞表位（載體內(nèi)）15163、影響抗原特異性的因素 抗原表位的性質(zhì)、數(shù)目、位置和空間構(gòu)象決定著抗原表位的特異性。174、半抗原-載體效應(yīng)與表位 在人工抗原中，單獨(dú)的半抗原(表位)不能誘導(dǎo)B

6、細(xì)胞產(chǎn)生Ab，半抗原必須與蛋白質(zhì)載體偶聯(lián)后，經(jīng)載體活化Th細(xì)胞，經(jīng)Th細(xì)胞輔助B細(xì)胞產(chǎn)生抗半抗原的抗體。 在免疫應(yīng)答中，B細(xì)胞識別半抗原，并提呈載體表位給CD4+ Th細(xì)胞，Th細(xì)胞識別載體表位，這樣載體表位就可把T-B細(xì)胞連接起來(T-B橋聯(lián))，T細(xì)胞才能激活B細(xì)胞產(chǎn)生抗體。 BLTh185、共同抗原表位與交叉反應(yīng) 共同抗原不同的抗原之間存在有相同或相似的抗原表位，稱為共同抗原表位(common epitope),又叫交叉抗原。AB19交叉反應(yīng)(cross-reaction)-抗體或致敏淋巴細(xì)胞對具有相同或相似抗原表位的抗原的反應(yīng)稱為交叉反應(yīng)。AB20闡明某些疾病的發(fā)病機(jī)制,如鏈球菌引發(fā)的腎

7、小球腎炎。 共同抗原與交叉反應(yīng)的應(yīng)用免疫學(xué)診斷中應(yīng)盡量避免發(fā)生交叉反應(yīng)以保證特異性，但有時也可以利用共同抗原代替難以制備的抗原。免疫學(xué)預(yù)防。 如：牛痘苗預(yù)防天花 21牛痘疫苗VACCINE天花病毒Bm細(xì)胞22三、影響抗原免疫原性強(qiáng)弱的因素 1、化學(xué)性質(zhì)：蛋白質(zhì)多糖核酸脂質(zhì)(一) 抗原的理化特性 2、分子量大?。悍肿恿吭?0KD以上；3、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性：如含苯環(huán)氨基酸（芳香族氨基酸）4、分子構(gòu)象(comformation)；5、表位的易接近性(accessibility)；6、物理狀態(tài)：聚合體單體，顆粒性抗原可溶性抗原 23(二)宿主方面的因素 機(jī)體對抗原的應(yīng)答是受免疫應(yīng)答基因(主要是MHC)控制

8、的。2、年齡、性別、健康狀態(tài)青壯年強(qiáng)于幼年和老年雌性比雄性動物抗體生成高感染、免疫抑制劑的應(yīng)用1、遺傳因素24(三)抗原進(jìn)入機(jī)體的方式 劑量： 適中途徑：皮內(nèi) 皮下肌注 腹腔注射靜脈注射 口服(耐受)次數(shù)和間隔時間：合適免疫佐劑：選擇- 弗氏佐劑：IgG 明礬佐劑：IgE 25四、抗原的分類(一) 根據(jù)產(chǎn)生抗體時需否Th細(xì)胞的輔助分類*胸腺依賴性抗原 (thymus dependent antigen, TD-Ag)*胸腺非依賴性抗原 (thymus independent antigen, TI-Ag)TD和TI抗原均是完全抗原26TD-Ag(thymus dependent antigen

9、) 中文：胸腺依賴性抗原多屬蛋白質(zhì)類抗原，如病原微生物、血細(xì)胞、血清蛋白等。含義：在刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體的過程中需要Th細(xì)胞輔助的抗原。此類抗原含有T細(xì)胞表位和B細(xì)胞表位，即需要T細(xì)胞、B細(xì)胞的聯(lián)合識別。27TI-Ag(thymus independent antigen) 中文：胸腺非依賴性抗原含義：能直接刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體而無需Th細(xì)胞輔助的抗原。分類：TI-1抗原、TI-2抗原TI-1抗原-具有B細(xì)胞多克隆激活作用，如細(xì)菌脂多糖(LPS),成熟或未成熟的B細(xì)胞均可對其產(chǎn)生應(yīng)答。 TI-2抗原-如肺炎球菌莢膜多糖、聚合鞭毛素等，其表面具有多個重復(fù)B細(xì)胞表位，僅能激活成熟B細(xì)胞。2829TD-A

10、gTI-Ag組成B和T細(xì)胞表位B細(xì)胞表位T細(xì)胞輔助必需無需免疫應(yīng)答體液或細(xì)胞免疫體液免疫抗體類型多種IgM免疫記憶有無TD-Ag與TI-Ag的特性比較 30(二)根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類 1、異嗜性抗原(xenophilic antigens) 2、異種抗原(xenogenous antigens) 3、同種異型抗原(allogeneic antigens) 4、自身抗原(autologous antigens) 5、獨(dú)特型抗原(idiotypic antigens) 311、異嗜性抗原，又稱Forssman抗原乙型溶血性鏈球菌細(xì)胞壁C抗原 M抗原鏈球菌感染急性腎小球腎炎大腸桿菌O14型脂

11、多糖結(jié)腸粘膜潰瘍性結(jié)腸炎心瓣膜的糖蛋白心肌成分風(fēng)濕熱A族鏈球菌腎小球基底膜是指一類與種屬無關(guān)的存在于人、動物、植物和微生物之間的共同抗原。322、異種抗原(xenogenous antigens) 病原微生物及其產(chǎn)物治療用動物免疫血清：馬血清抗毒素馬血清抗毒素的兩重性：1、特異性抗體-中和毒素2、異種抗原，可刺激機(jī)體產(chǎn)生抗馬血清抗體。-來自另一物種的抗原性物質(zhì) 33類毒素毒素馬血清抗毒素超敏反應(yīng)抗體 抗原343、同種異型抗原(allogeneic antigens)：人類同種異型：ABO血型抗原、Rh血型抗原 人白細(xì)胞抗原（HLA）4、自身抗原(autologous antigens)：在同一

12、種屬不同個體之間所存在的抗原。自身隱蔽抗原（如腦組織、眼晶體蛋白、精子）改變或修飾的自身抗原355、獨(dú)特型抗原(idiotypic antigens)Ab或TCR及BCR的V區(qū)不但可以結(jié)合抗原表位，同時可以誘導(dǎo)自體產(chǎn)生相應(yīng)的特異性抗體，這些V區(qū)的獨(dú)特氨基酸序列稱為獨(dú)特型抗原(idiotype,Id)而成自身抗原，所誘生的抗體，稱為獨(dú)特型抗體(AId)。Ab1Ab2Ab3Ab4Ab5 形成一個免疫網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。 361、內(nèi)源性抗原(endogenous antigens) 此類抗原在細(xì)胞內(nèi)加工處理為抗原短肽，與MHC-I類分子結(jié)合成復(fù)合物，被CD8+ T細(xì)胞的TCR所識別。 指在抗原提呈細(xì)

13、胞內(nèi)新合成的抗原，如病毒感染細(xì)胞后，在細(xì)胞內(nèi)合成的病毒蛋白、腫瘤細(xì)胞合成的腫瘤抗原等。 (三)根據(jù)抗原是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成分類 372、外源性抗原(exogenous antigens) 抗原提呈細(xì)胞作用攝取外源性抗原；經(jīng)吞噬體及溶酶體內(nèi)的酶的消化降解處理；被加工成抗原短肽后，與MHC-II類分子結(jié)合為復(fù)合物；被CD4+ T細(xì)胞(Th)的TCR所識別。 指并非由抗原提呈細(xì)胞合成，而是來源于細(xì)胞外的抗原。 3839五、非特異性免疫刺激劑 (一)超抗原(superantigens，SAg)概念：指只需極低濃度（1-10ng/ml）即可激活2%-20%某些亞群的T細(xì)胞克隆，產(chǎn)生極強(qiáng)的免疫應(yīng)答的抗

14、原性物質(zhì)。 分類：外源性SAg(如金葡菌腸毒素，SEASEE)內(nèi)源性SAg(如小鼠乳腺腫瘤病毒蛋白)40超抗原 TCRV b抗原肽MHC-II a T 細(xì)胞APC超抗原(superantigens, SAg)超抗原能直接與MHC-II分子及TCRVb外側(cè)結(jié)合，從而造成T細(xì)胞的非特異性活化。41超抗原特點(diǎn):無須APC細(xì)胞加工提呈。 主要激活CD4+ T細(xì)胞。 無MHC限制性。 多克隆、非特異性激活具有特定TCR V的T細(xì)胞。 超抗原意義：通過非特異性激活T細(xì)胞分泌大量細(xì)胞因子而參與某些病理生理過程，如誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)、自身免疫病、免疫抑制、抗腫瘤。42 非特異性免疫增強(qiáng)劑，當(dāng)與抗原一起或預(yù)先注射給機(jī)

15、體時，可增強(qiáng)機(jī)體對該抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類型的物質(zhì)。(二)佐劑(adjuvants)弗氏不完全佐劑 =羊毛脂+石蠟油 弗氏完全佐劑=羊毛脂+石蠟油+BCG 弗氏佐劑（Freunds adjuvant）：用于動物實(shí)驗(yàn)43佐劑的作用機(jī)制:刺激單核-巨噬細(xì)胞對抗原的處理和提呈能力。 有利于抗原在體內(nèi)緩慢地釋放。 刺激淋巴細(xì)胞的增殖、分化從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答。 44 有絲分裂原。(三)絲裂原(mitogen)與淋巴細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，刺激靜止淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化為淋巴母細(xì)胞和進(jìn)行有絲分裂，激活某一類淋巴細(xì)胞的全部克隆，因而被認(rèn)為是一種非特異性的淋巴細(xì)胞多克隆激活劑。 T細(xì)胞B細(xì)胞ConA(刀豆蛋白A)+-PHA(植物血凝素)+-SPA(葡萄球菌蛋白A)-+絲裂原現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于體外免疫功能的檢測。如用ConA,PHA進(jìn)行淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，檢測T細(xì)胞功能。PWM(商陸絲裂原)+45重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：*抗原的概念與特性； *抗原的種類。難點(diǎn)：*抗