9抗原與抗體.ppt

1、第九單元 抗 原,南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 張 煒,電話Email:,第節(jié)抗原與免疫原的概念,抗原與抗原性的概念 影響抗原免疫原性的因素 抗原決定簇 抗原的交叉性 抗原的分類 重要的抗原 佐劑,一、抗原與抗原性,抗原 凡能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體和效應(yīng)性淋巴細(xì)胞并能與之結(jié)合引起特異性免疫反應(yīng)的物質(zhì)稱為抗原（antige n）,抗原性 抗原分子具有抗原性（antigenicity）, 包括免疫原性與反應(yīng)原性兩個方面的含義。 免疫原性（immunogenicity）：即抗原能刺激特定的免疫細(xì)胞，使 之活化、增殖、分化和產(chǎn)生免疫效應(yīng)物質(zhì)（抗體和效應(yīng)淋巴細(xì)胞）的特性 反應(yīng)原性（immunorea

2、ctivity）:即抗原能與相應(yīng)的免疫效應(yīng)特質(zhì)（抗體和效應(yīng)淋巴細(xì)胞）特異性結(jié)合，產(chǎn)生免疫反應(yīng)的特征,二、 影響免疫原性的因素,抗原分子的特性 異源性；分子大??；化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)；物理狀態(tài)；對抗原加工和遞呈的易感性 宿主生物系統(tǒng) 不同呼吸系統(tǒng)，不同個性，年齡，性別，健康狀態(tài) 免疫劑量及途徑 免疫劑量，接種途徑，接種次數(shù)及免疫佐劑等,三、抗原決定簇,表位的概念 抗原表位（epitope）:是存在于抗原分子的表面、決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)。又稱抗原決定簇（antigen determinant),表位的大小 蛋白質(zhì)表位一般由5-7個氨基酸殘基組成 多糖抗原由5、6個多糖殘基組成； 核酸抗原的表位由

3、5-8個核苷酸殘基組成,表位的數(shù)量 抗原分子抗原表位的數(shù)目稱為抗原價（antigenic valence）；多個抗原表位的抗原稱多價抗原；一個表位的稱單價抗原，如簡單半抗原。,構(gòu)象表位和順序表位 抗原分子中由分子基團(tuán)特定的空間構(gòu)象形成的表位（conformational epitope），又稱不連續(xù)表位（discontinuous epitope） 抗原分子中直接由分子基團(tuán)的一級結(jié)構(gòu)序列（如氨基酸序列）決定的表位稱為順序表位（sequential epitope），又稱為連續(xù)性表位（continuous epitope）,T細(xì)胞表位和B細(xì)胞表位 在免疫應(yīng)答過程中，B細(xì)胞抗原受體（B cell

4、receptor,BCR）和T細(xì)胞抗原受體（T cell receptor,TCR）所識別的表位具有不同的特點(diǎn)，分別被稱為B細(xì)胞表位和T細(xì)胞表位。,第節(jié)抗原的交叉性,自然界中存在著無數(shù)多的抗原物質(zhì)，不同的物質(zhì)之間可能存在共同的抗原表位，這種現(xiàn)象稱為抗原的交叉性，這些共有的抗原組成表位就稱為共同抗原（common antigen）。,第節(jié)抗原的分類,抗原性質(zhì)分類 完全抗原和不完全抗原（即半抗原） 完全抗原 既具有免疫原性又有反應(yīng)原性的物質(zhì) 半抗原 只具有反應(yīng)原性而缺乏免疫原性的物質(zhì),抗原加入和遞呈關(guān)系分類 外源性抗原通過吞飲或吞噬等作用被APC從細(xì)胞基質(zhì)外攝入的蛋白質(zhì)抗原，如細(xì)菌和某些可溶性蛋白

5、等 內(nèi)源性抗原在細(xì)胞內(nèi)合成的抗原，如病毒感染細(xì)胞所合成的病毒抗原等,根據(jù)抗原來源分類 異種抗原 同種異型抗原 自身抗原 異嗜性抗原,對細(xì)胞的依賴性分類 胸腺依賴性抗原，抗原 非胸腺依賴性抗原，T I抗原,根據(jù)化學(xué)性質(zhì)分類 蛋白質(zhì)、脂蛋白、糖蛋白、脂質(zhì)、多糖、脂多糖和核酸抗原等。,第節(jié)重要的抗原,微生物抗原 細(xì)菌的抗原 菌體抗原 鞭毛抗原 莢膜抗原 菌毛抗原 表面蛋白、分泌蛋白,病毒抗原 病毒表面抗原 病毒衣殼抗原 核蛋白抗原,真菌抗原：一般形成的抗體沒有保護(hù)作用 寄生蟲抗原 保護(hù)性抗原：能刺激機(jī)體產(chǎn)生中和抗體的抗原,超抗原 是指一類只需極低濃度（1-10ng/ml）既可激活大量的T細(xì)胞（2%2

6、0%某些亞型T細(xì)胞克?。┗罨?，產(chǎn)生極強(qiáng)的免疫應(yīng)答的抗原因子 非微生物抗原 人工合成抗原,第節(jié)佐劑,一種物質(zhì)先于抗原或與抗原同時注入動手體內(nèi)，能非特異性地改變或增強(qiáng)對該抗原的特異性免疫應(yīng)答，發(fā)揮輔助作用，這類物質(zhì)統(tǒng)稱為免疫佐劑（immunoadjuvant）簡稱佐劑（adjuvant）,佐劑的種類 不溶性鋁鹽類膠體佐劑 油水佐劑 微生物及其代謝產(chǎn)物佐劑 核酸及其類似物佐劑 免疫刺激復(fù)合物佐劑 脂質(zhì)體 蜂膠佐劑,第2節(jié) 免疫球蛋白與抗體,一、免疫球蛋白與抗體的概念,免疫球蛋白的概念 免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)是指存在于人和動物血液（血清）、組織液及其他外分泌液中的一類具有相似

7、結(jié)構(gòu)的球蛋白,抗體的概念,動物機(jī)體受到抗原物質(zhì)刺激后，由淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞產(chǎn)生的，能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合反應(yīng)的免疫球蛋白，這類免疫球蛋白稱為抗體(antibody),抗體與免疫球蛋白的區(qū)別,免疫球蛋白是化學(xué)結(jié)構(gòu)上的概念 抗體是生物學(xué)功能上的概念 抗體都是免疫球蛋白 并非所有的免疫球蛋白都具有抗體活性,Ig的基本結(jié)構(gòu)： 四條對稱的多肽鏈構(gòu)成的單體 包括兩條相同的分子量較大的重鏈和兩條相同的分子量較小的輕鏈 重鏈和輕鏈均分為可變區(qū)和恒定區(qū),二、抗體的基本結(jié)構(gòu),輕鏈,可分為鏈及鏈兩種 同一單體中兩條輕鏈?zhǔn)窍嗤?功能區(qū): 可變區(qū)(VL):超變區(qū)及抗體互補(bǔ)決定區(qū) 恒定區(qū)(CL),重鏈（heavy

8、chain),根據(jù)重鏈特性的不同，可將其分為、五種。 據(jù)此將免疫球蛋白分為五類。,絞鏈區(qū)的作用,CH1與CH2之間存在有絞鏈區(qū)，對木瓜酶及蛋白酶敏感，具有很好的彈性，可以自由展開至180度。,免疫球蛋白的特殊結(jié)構(gòu),連接鏈 （joining chain,鏈）， IgM和 Ig中含有 分泌成分（secretary component,） Ig特有的成分 糖類 免疫球蛋白是含糖量相當(dāng)高蛋白質(zhì)，特別是IgM和 Ig,三、免疫球蛋白的種類與抗原決定簇,免疫球蛋白的種類 免疫球蛋白可分為類、亞類、型、亞型等。,（一）類 免疫球蛋白類（class）的區(qū)分是依據(jù)其重鏈區(qū)的理化特性及抗原性的差異， 在同種系所有

9、個體內(nèi)的免疫球蛋白可分為Ig、 Ig、 Ig、 Ig和Ig , 重鏈分別為、和 ，因此重鏈決定免疫球蛋白的種類。,Ig Ig Ig Ig Ig, ,（二）、免疫球蛋白的抗原決定簇,免疫球蛋白是蛋白質(zhì)，因此其本身可作為免疫原誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體。一種動物的免疫球蛋白對另一種動物而言是良好的抗原。 免疫球蛋白不僅在異種動物之間具有抗原性，而且在同一種屬動物不同個體之間，以及自身體內(nèi)同樣是一種抗原物質(zhì)。 免疫球蛋白分子的抗原決定簇（表位）分為同種型決定簇、同種異型決定簇和獨(dú)特型決定簇。,四、各類免疫球蛋白的主要特性與免疫學(xué)功能,IgG IgG是人和動物血清中含量最高的免疫球蛋白，占血清免疫球蛋白總量的75%

10、-80% IgG主要由脾臟和淋巴結(jié)中的漿細(xì)胞產(chǎn)生 IgG是動物自然感染和人工主動免疫后，機(jī)體所產(chǎn)生的主要抗體，也是血清學(xué)診斷和疫苗免疫后監(jiān)測的主要抗體 IgG是唯一可通過胎盤的抗體，因此在新生兒的抗感染中起著十分重要的作用,IgM,IgM是動物初次體液免疫反應(yīng)最早產(chǎn)生的免疫球蛋白，其儲量僅占血清免疫球蛋白的10%左右，主要由脾臟和淋巴結(jié)中B細(xì)胞產(chǎn)生，分布于血液中。 IgM是由5個單體分子組成的五聚體，單體之間由J鏈連接 在抗感染免疫的早期起著十分重要的作用，也可通過檢測IgM抗體進(jìn)行疫病的血清學(xué)早期診斷,IgA,IgA以單體和二聚體兩種分子形式存在，單體存在于血清中，稱為血清型IgA，占血清免

11、疫球蛋白的10%-20% 由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等部位的黏膜固有層中的漿細(xì)胞所產(chǎn)生的。 兩個單體由J鏈連接在一起 分泌型IgA對機(jī)體呼吸道、消化道等局部免疫起著相當(dāng)重要的作用，特別是對于一些經(jīng)黏膜途徑感染的病原微生物，動物機(jī)體的這種黏膜免疫功能就顯得十分重要。,Structure Serum - monomer Secretions (sIgA) Dimer (11S) J chain Secretory component,IgE,IgE以單體分子形式存在，其重鏈比鏈多一個功能區(qū)（CH4）,此區(qū)是與細(xì)胞結(jié)合的部位。 IgE由呼吸道和消化道黏膜固有層的漿細(xì)胞產(chǎn)生的 IgE是一種親細(xì)胞性的

12、抗體， IgE易于與皮膚組織、肥大細(xì)胞、血液中的嗜堿性粒細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合。結(jié)合在肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞上的IgE與抗原結(jié)合后，能引起這些細(xì)胞脫粒，釋放組織胺等活性介質(zhì)，從而引起I型過敏反應(yīng)。 IgE在抗寄生蟲感染中具有重要的作用。,五、 多克隆抗體,采用傳統(tǒng)的免疫方法，將抗原物質(zhì)經(jīng)不同途徑注入動物體內(nèi)，經(jīng)數(shù)次免疫后采取動物血液，分離出血清，由此獲得的抗血清即為多克隆抗體（polyclonal antibody,PcAb） 針對同一抗原決定簇的抗體仍是由不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的不同質(zhì)的抗體組成。,多克隆抗體制備的步驟,抗原制備,免疫動物,采血,收集血清,六、單克隆抗體,單克隆抗體是指由一個B細(xì)

13、胞分化增殖的子代細(xì)胞（漿細(xì)胞）產(chǎn)生的針對單一抗原決定簇的抗體。 這種抗體的重鏈、輕鏈及其V區(qū)獨(dú)特型的特異型性、親和力、生物學(xué)性狀及分子結(jié)構(gòu)均完全相同。 這種雜交瘤細(xì)胞既具有骨髓瘤細(xì)胞無限繁殖的特性，又具有B細(xì)胞分泌特異性抗體的能力，由克隆化的B細(xì)胞雜交瘤所產(chǎn)生的抗體即為單克隆抗體（monoclonal antibody,McAb）,雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生 單克隆抗體示意圖,第3節(jié) 免疫系統(tǒng),免疫器官的組成及功能 免疫細(xì)胞的分類及生物學(xué)功能 免疫分子的組成 補(bǔ)體系統(tǒng)的概念、組成和激活后效應(yīng),骨髓,胸腺,腔上囊,淋巴結(jié),脾臟,哈德氏腺,黏膜相關(guān)淋巴組織,T，B淋巴細(xì)胞,自然殺傷性細(xì)胞和殺傷細(xì)胞,輔佐細(xì)胞,

14、粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞,細(xì)胞因子,補(bǔ)體,抗體,中樞免疫器官,外周免疫器官,免疫器官,免疫細(xì)胞,免疫系統(tǒng),免疫分子,一、 免疫器官的組成及功能,機(jī)體執(zhí)行免疫功能的組織結(jié)構(gòu)稱為免疫器官（immune organ） 它們是淋巴細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞發(fā)生、分化成熟、定居和增殖以及產(chǎn)生免疫應(yīng)答的場所。 根據(jù)其功能的不同分為中樞免疫器官和外周免疫器官,（一）、中樞免疫器官,中樞免疫器官（central immune organ）又稱初級免疫器官（primary immune organ）, 是淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞發(fā)生、分化和成熟的場所 包括骨髓、胸腺、法氏囊。,1.骨髓（bone marrow）,各種血細(xì)胞發(fā)生和分化

15、的場所 B細(xì)胞、NK細(xì)胞分化成熟的場所,血細(xì)胞和免疫細(xì)胞發(fā)生和分化,骨髓中的造血干細(xì)胞（hematopoietic stem cells）首先分化成髓樣干細(xì)胞和淋巴干細(xì)胞， 髓樣干細(xì)胞進(jìn)一步分化成紅細(xì)胞系、單核細(xì)胞系、粒細(xì)胞系和巨核細(xì)胞系；,淋巴干細(xì)胞則發(fā)育為各種淋巴細(xì)胞的前體細(xì)胞， 一部分隨血流進(jìn)入胸腺發(fā)育成熟為胸腺依賴性淋巴細(xì)胞（thymus dependent lymphocytes）簡稱T細(xì)胞。 另一部分前體細(xì)胞在骨髓內(nèi)繼續(xù)發(fā)育成熟為骨髓依賴性淋巴細(xì)胞（bone marrow dependent lymphocytes）,鳥類進(jìn)入腔上囊發(fā)育成為囊依賴性淋巴細(xì)胞（bursa depend

16、ent lymphocytes）均簡稱為B細(xì)胞,2.胸腺,胸腺是T細(xì)胞分化成熟的中樞免疫器官,3. 腔上囊,腔上囊也稱為法氏囊（bursa of Fabricius）,是鳥類泄殖腔側(cè)的囊狀組織，結(jié)構(gòu)與胸腺相似。 雞為球形橢圓狀囊，鵝、鴨呈圓筒狀 從骨髓來的前B細(xì)胞在囊內(nèi)微環(huán)境和囊激素作用下分化成熟為B細(xì)胞，經(jīng)血流遷移到外周淋巴器官的非胸腺依賴區(qū)定居。,左:正常 右:傳染性法氏囊感染,（二） 外周免疫器官,1.淋巴結(jié)（lymph nodes,LN）,過濾和清除異物 侵入機(jī)體的致病菌等異物，通常隨組織淋巴液進(jìn)入淋巴結(jié)內(nèi)，淋巴中的巨噬細(xì)胞能有效地吞噬和清除這些細(xì)菌等異物。 產(chǎn)生免疫應(yīng)答 淋巴結(jié)的實(shí)質(zhì)

17、部分中的APC（抗原提呈細(xì)胞）將抗原處理后，提呈給T、B細(xì)胞并使之活化成致敏T細(xì)胞和漿細(xì)胞。,2.脾臟,血液濾過作用 脾臟中的巨噬細(xì)胞可清除異物及衰老的血細(xì)胞等 滯留淋巴細(xì)胞的作用 增進(jìn)免疫應(yīng)答 產(chǎn)生免疫應(yīng)答 T、B細(xì)胞在其中活化成致敏T細(xì)胞和漿細(xì)胞 產(chǎn)生吞噬細(xì)胞增強(qiáng)激素,3.哈德氏腺,存在于禽類眼窩內(nèi)的腺體 在免疫雛雞時，它對疫苗能產(chǎn)生應(yīng)答反應(yīng)，且不受母源抗體的干擾 4.其它淋巴組織,二、免疫細(xì)胞的分類及功能,所有直接或間接參與免疫應(yīng)答的細(xì)胞統(tǒng)稱為免疫細(xì)胞(immunocyte) 根據(jù)它們在免疫應(yīng)答中的功能及其作用機(jī)體分為淋巴細(xì)胞和輔助細(xì)胞兩大類,淋巴細(xì)胞按免疫功能不同，可分為T細(xì)胞、B細(xì)胞

18、、NK細(xì)胞和殺傷細(xì)胞等。 T細(xì)胞和B細(xì)胞分別負(fù)責(zé)細(xì)胞免疫和體液免疫稱為免疫活性細(xì)胞（immunocompetent cells ,ICC） 單核吞噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，在免疫應(yīng)答過程中起重要的輔佐作用，稱免疫輔佐細(xì)胞，具有捕獲和處理抗原以及能把抗原遞呈給免疫活性細(xì)胞的功能。,（一）免疫活性細(xì)胞-T細(xì)胞和B細(xì)胞,1.T細(xì)胞 T細(xì)胞即胸腺依賴淋巴細(xì)胞（thymus dependent lymphocyte）。源于骨髓的多能干細(xì)胞（胚胎期則來源于卵黃囊和肝） 在胚胎期和初生期，骨髓中的一部分多能干細(xì)胞或前T細(xì)胞遷移到胸腺內(nèi)，在胸腺激素的誘導(dǎo)下分化成熟，成為具有免疫活性的T細(xì)胞。 成熟的T細(xì)胞經(jīng)血流分布

19、至外周免疫器官的胸腺依賴區(qū)定居，并可經(jīng)淋巴管、外周血和組織液等進(jìn)行再循環(huán)，發(fā)揮細(xì)胞免疫及免疫調(diào)節(jié)等功能。,2.B淋巴細(xì)胞 B淋巴細(xì)胞來源于骨髓的多能干細(xì)胞。是由骨髓中的淋巴干細(xì)胞分化而來。 在法氏囊/骨髓內(nèi)發(fā)育生成，故又稱囊依賴淋巴細(xì)胞/骨髓依賴性淋巴細(xì)胞 成熟的B細(xì)胞經(jīng)外周血遷出，進(jìn)入脾臟、淋巴結(jié)，主要分布于脾小結(jié)、脾索及淋巴小結(jié)、淋巴索及消化道粘膜下的淋巴小結(jié)中，受抗原刺激后，分化增殖為漿細(xì)胞，合成抗體，發(fā)揮體液免疫的功能。,（二） NK細(xì)胞和K細(xì)胞,殺傷性淋巴細(xì)胞（killer lymphocyte）:簡稱為K細(xì)胞，占血液中淋巴細(xì)胞總數(shù)的57。 K細(xì)胞膜上有Fc受體（抗體的受體），當(dāng)抗體

20、與靶細(xì)胞（抗原）結(jié)合時，K細(xì)胞以Fc受體與具有特異性抗體的Fc端相結(jié)合，使靶細(xì)胞迅速失去活性，而殺傷靶細(xì)胞。K細(xì)胞必須在抗體協(xié)助下才能具有免疫殺傷作用，所以K細(xì)胞又稱抗體依賴性細(xì)胞毒細(xì)胞（antibody dependent cell-mediated cytotoxic cell，ADCC） K細(xì)胞主要攻擊比微生物大的靶 細(xì)胞，可以是病毒感染的細(xì)胞，如慢性活動性肝炎中的肝細(xì)胞，由于這種細(xì)胞體積大，難以被吞噬，K細(xì)胞具有細(xì)胞外的殺傷作用，將它們清除,自然殺傷性淋巴細(xì)胞（natural killer lymphocyte）:簡稱NK細(xì)胞，占血中淋巴細(xì)胞總數(shù)的25NK細(xì)胞在人體內(nèi)分布廣泛， NK細(xì)胞是大淋巴細(xì)胞，平均直徑為1215mNK細(xì)胞不需抗原激活，更不需抗體的協(xié)助，它可直接殺傷靶細(xì)胞，例如被病毒感染的細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞，NK細(xì)胞的這種抗感染和抗腫瘤