醫(yī)學(xué)免疫學(xué) 第三章- 抗原

第三章抗原

抗原及其相關(guān)概念

抗原的基本特性

抗原的種類

非特異性免疫刺激劑

醫(yī)學(xué)上重要的抗原第三章抗原抗原及其相關(guān)概念

抗原(antigen,Ag)：

指能與T細(xì)胞的TCR及B細(xì)胞的BCR結(jié)合，促使其增殖、分化，產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞，并與之結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮免疫效應(yīng)的物質(zhì)。

兩個(gè)重要特性：

免疫原性(immunogenicity)：

即抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，誘生抗體或致敏淋巴細(xì)胞的能力?？乖?antigenicity)/反應(yīng)原性(reactogenicity)：與相應(yīng)的免疫應(yīng)答產(chǎn)物發(fā)生特異性結(jié)合的能力。3抗原及其相關(guān)概念4

免疫原(immunogen)/完全抗原(completeantigen)：

同時(shí)具有免疫原性和抗原性的物質(zhì)稱即通常所稱的抗原；

載體(Carrier)：

與半抗原結(jié)合后使之具有免疫原性的物質(zhì)；抗原及其相關(guān)概念

半抗原(hapten)/不完全抗原(incompleteantigen)：

僅具備抗原性而不具備免疫原性的物質(zhì)。

5半抗原+載體抗體BT完全抗原BBBT+抗原及其相關(guān)概念6

是指抗原刺激機(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，即某一特定抗原只能刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性的抗體或致敏淋巴細(xì)胞，且僅能與該抗體或?qū)υ摽乖瓚?yīng)答的淋巴細(xì)胞有特異性結(jié)合。

決定抗原特異性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是存在于抗原分子中的抗原表位。抗原的基本特性

特異性7抗原表位(epitope)、又稱抗原決定基（antigenicdeterminant）

抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)；它是與TCR/BCR及抗體特異性結(jié)合的基本結(jié)構(gòu)單位，由5-17個(gè)氨基酸殘基或者5-7個(gè)多糖殘基或核苷酸組成?？乖幕咎匦?/p>

特異性—

抗原表位8根據(jù)抗原表位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

順序表位(sequentialepitope)/線性表位(linearepitope)：由連續(xù)性線性排列的短肽構(gòu)成；

構(gòu)象表位(conformationalepitope)/非線形表位(non-linearepitope)：指短肽或多糖殘基在序列上不連續(xù)性排列，在空間上形成特定的構(gòu)象。抗原的基本特性

特異性—

抗原表位的類型910

B細(xì)胞表位

B細(xì)胞表位多位于抗原表面，可直接刺激B細(xì)胞；或：B細(xì)胞表面BCR可直接識(shí)別抗原表面的B細(xì)胞表位抗原的基本特性

特異性—

抗原表位的類型根據(jù)T、B細(xì)胞所識(shí)別的抗原表位的不同

T細(xì)胞抗原表位

T細(xì)胞表位可存在于抗原物質(zhì)的任何部位；

T細(xì)胞表面TCR不能直接識(shí)別抗原表位，必須由APC細(xì)胞的MHC分子遞呈T細(xì)胞表位。1112

特異性—表位－載體效應(yīng)(carriereffect)20世紀(jì)20年代，奧地利免疫化學(xué)家Landsteiner發(fā)現(xiàn)一些小分子有機(jī)物質(zhì)本身沒有免疫原性，如與大分子蛋白偶聯(lián)則具有免疫原性。

20世紀(jì)40年代，青霉素問世，有青霉素引起的超敏反應(yīng)也證明了這一發(fā)現(xiàn)?？乖幕咎匦?3

特異性—表位－載體效應(yīng)(carriereffect)

表位－載體效應(yīng)(carriereffect)的特征：在人工抗原中，表位（半抗原）為簡單的化學(xué)分子。半抗原必須與蛋白質(zhì)載體偶聯(lián)，才能誘導(dǎo)出抗半抗原抗體。在免疫應(yīng)答中，B細(xì)胞識(shí)別半抗原，并提呈載體表位給CD4+T細(xì)胞，Th細(xì)胞識(shí)別載體表位，這樣載體就可把特異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?？乖幕咎匦?/p>

在天然抗原中，常同時(shí)存在T及B細(xì)胞表位，分別活化T及B細(xì)胞。

14

共同抗原表位(commonepitope)

某些抗原分子中常帶有多種抗原表位，不同抗原之間含有的相同或相似的抗原表位。某些抗原不僅可與其誘生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞反應(yīng)，還可與其他抗原誘生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞反應(yīng)?？贵w或致敏淋巴細(xì)胞對(duì)具有相同和相似表位的不同抗原的反應(yīng)。

交叉反應(yīng)(cross-reaction)抗原的基本特性15抗原的基本特性

交叉反應(yīng)(cross-reaction)16抗原的基本特性

交叉反應(yīng)(cross-reaction)17

抗原分子的理化性質(zhì)

異物性抗原的基本特性

影響抗原誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的因素

異物即非“己”的物質(zhì)。一般來說，抗原與機(jī)體之間的親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，組織結(jié)構(gòu)差異越大，異物性越強(qiáng)，其免疫原性就越強(qiáng)。

異物性不僅存在于不同種屬之間；也存在于同種異體之間，如同種異體移植物是異物，也有免疫原性；自身成份也可被機(jī)體視為異物。如發(fā)生改變；在胚胎期未與免疫活性細(xì)胞充分接觸。18

抗原分子的理化性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：蛋白質(zhì)>

多糖>核酸

分子量大?。悍肿恿吭酱螅锌乖砦辉蕉?，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，免疫原性越強(qiáng)。大于100kD的為強(qiáng)抗原，小于10kD的通常免疫原性較弱，甚至無免疫原性。

結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性：明膠(100kD),胰島素(5.7kD)抗原的基本特性

影響抗原誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的因素

19

影響抗原免疫應(yīng)答的因素

抗原分子的理化性質(zhì)

分子構(gòu)象(conformation):某些抗原分子在天然狀態(tài)下可誘生特異性抗體，但經(jīng)變性改變構(gòu)象后，卻失去了誘生同樣抗體的能力。

易接近性(accessibility):

是指抗原表位能否被淋巴細(xì)胞抗原受體所接近的程度。

物理狀態(tài)：一般聚合狀態(tài)的蛋白質(zhì)較其單體有更強(qiáng)的免疫原性；顆粒性抗原的免疫原性強(qiáng)于可溶性抗原。因此常將免疫原性弱的物質(zhì)吸附在某些大顆粒表面，可增強(qiáng)其免疫原性?？乖幕咎匦?0易接近性(accessibility):免疫原性：抗原的基本特性21

宿主方面的因素

遺傳因素:MHC

年齡、性別與健康狀態(tài)

抗原進(jìn)入機(jī)體方式的影響抗原劑量要適中；免疫途徑：皮內(nèi)免疫>皮下免疫>腹腔注射/靜脈注射>口服易誘導(dǎo)耐受；注射間隔時(shí)間要適當(dāng)；要選擇好免疫佐劑?？乖幕咎匦?/p>

影響抗原免疫應(yīng)答的因素

22抗原的種類

根據(jù)誘生抗體時(shí)需否Th細(xì)胞參與分類

胸腺依賴性抗原（thymusdependentantigen,TD-Ag）需在T細(xì)胞輔助才能激活B細(xì)胞產(chǎn)生Ab，由T細(xì)胞表位和B細(xì)胞表位組成。絕大多數(shù)Ag屬此類。

胸腺非依賴性抗原（thymusindependentantigen,TI-Ag）無需T細(xì)胞輔助或?qū)細(xì)胞依賴程度較低即可刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體，由多個(gè)重復(fù)的B細(xì)胞表位組成。少數(shù)Ag屬此類。如細(xì)菌多糖、聚合鞭毛蛋白等。

B表位2324抗原決定簇Th細(xì)胞輔助激活的細(xì)胞引起免疫記憶產(chǎn)生抗體的種類引起免疫應(yīng)答的類型胸腺依賴/非依賴性抗原的區(qū)別TD-AgTI-AgB/T細(xì)胞是B2能IgG等體液和細(xì)胞免疫B細(xì)胞否B1不能IgM體液免疫抗原的種類

根據(jù)誘生抗體時(shí)需否Th細(xì)胞參與分類25

根據(jù)抗原是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成分類

內(nèi)源性抗原(endogenousantigen)

指在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)新合成的抗原，如病毒感染細(xì)胞合成的病毒蛋白、腫瘤細(xì)胞內(nèi)合成的腫瘤抗原等。

外源性抗原(exogenousantigen)

指并非由抗原提呈細(xì)胞合成、來源于細(xì)胞外的抗原。抗原的種類26

根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類

異嗜性抗原（

Forssmanantigen）

為一類與種屬無關(guān)，存在于人、動(dòng)物及微生物之間的共同抗原。如：溶血性鏈球菌的表面成分與人腎小球基底膜及心肌組織。

異種抗原（Xenogenicantigen）

來自不同種屬的抗原。

同種異型抗原（Allogenicantigen）人：HLA；ABO系統(tǒng)和Rh系統(tǒng)等。

抗原的種類27

自身抗原（Autoantigen）

獨(dú)特型抗原（Idiotypicantigen）某種抗原刺激機(jī)體B細(xì)胞產(chǎn)生的抗體，也可能刺激機(jī)體內(nèi)其他B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，即具有免疫原性。

在感染、外傷、服用某些藥物等影響下，使免疫隔離部位的抗原釋放，或改變和修飾了的自身組織細(xì)胞，可誘發(fā)對(duì)自身成分的免疫應(yīng)答，這些可誘導(dǎo)特異性免疫應(yīng)答的自身成分稱為自身抗原。

根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類

抗原的種類28

病原微生物:

細(xì)菌、病毒等。醫(yī)學(xué)上重要的抗原細(xì)菌外毒素，類毒素，抗毒素

某些細(xì)菌分泌的毒性物質(zhì)釋放到菌體外，稱為外毒素；外毒素經(jīng)0.3-0.4%甲醛處理，喪失毒性作用而保留原有免疫原性，成為類毒素?？苟舅?細(xì)菌毒素（通常指外毒素)的對(duì)應(yīng)抗體或含有這種抗體的免疫血清。它能中和相對(duì)應(yīng)的外毒素的毒性作用。

動(dòng)物血清細(xì)菌內(nèi)毒素

革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖組分，只有在細(xì)菌死亡裂解后才能釋放出來。29非特異性免疫刺激劑

佐劑

絲裂原

超抗原

30

普通蛋白質(zhì)抗原可激活機(jī)體總T細(xì)胞庫中萬分之一至百萬分之一的

T細(xì)胞。某些抗原物質(zhì)，只需要極低濃度(1~10ng/ml)即可激活2％~20％T細(xì)胞克隆，產(chǎn)生極強(qiáng)的免疫應(yīng)答，這類抗原稱之為超抗原

(superantigen,SAg)。非特異性免疫刺激劑

超抗原

31SAg的作用特點(diǎn)：

1.具有強(qiáng)激活T細(xì)胞（CD4+T細(xì)胞）作用可刺激T細(xì)胞總數(shù)的5～20%；

2.不需APC處理，直接與MHC-II類分子和TCR-V

結(jié)合；

3.不受MHC限制；

4.其產(chǎn)生的效應(yīng)并非針對(duì)超抗原本身，而是非特異性激活免疫細(xì)胞，分泌大量炎性細(xì)胞因子。非特異性免疫刺激劑

超抗原

3233

超抗原

SAg：

1.金黃色葡萄球菌腸毒素A-E2.小鼠乳腺腫瘤病毒蛋白非特異性免疫刺激劑

34預(yù)先或與抗原同時(shí)注入體內(nèi)，可增強(qiáng)機(jī)體對(duì)該抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類型的非特異性免疫增強(qiáng)性物質(zhì)，稱為佐劑（adjuvant）

非特異性免疫刺激劑

佐劑35絲裂原

因可致細(xì)胞發(fā)生有絲分裂而得名。由于其與淋巴細(xì)胞表面的相應(yīng)配體結(jié)合，刺激靜止淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化為淋巴母細(xì)胞和有絲分裂，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。人小鼠T細(xì)胞B細(xì)胞T細(xì)胞B細(xì)胞ConA(刀豆蛋白A)+—+—PHA(植物血凝素)+—+—PWM(美洲商陸)+++—LPS(脂多糖)———+SPA(葡萄球菌蛋白A)—+——非特異性免疫刺激劑

36幾種常見抗原外毒素

細(xì)菌在生長繁殖過程中釋放到菌體外的蛋白質(zhì)。內(nèi)毒素

革