课件：抗原.ppt

2019/4/20,cqq,第一节 概 述,2019/4/20,cqq,天花病毒,2019/4/20,cqq,Jenner与vaccination,2019/4/20,cqq,一、免疫（immunity)的概念,传统概念： 抗感染 现代概念：免疫是机体识别和排斥抗原性异物，以维持机体生理平衡和稳定的一种生理功能。 传染性异物 抗原性异物 非传染性异物,动物血清 异体细胞或组织 自身衰老细胞 突变细胞,2019/4/20,cqq,二、免疫的三大功能,2019/4/20,cqq,第二节 抗原（antigen,Ag）,学习目标 1. 掌握抗原、免疫原性、抗原性、完全抗原、半抗原（抗原决定簇）和载体的概念及医学上重要的抗原 2. 熟悉决定抗原的抗原性的条件，抗原特异性与交叉反应在疾病病因及诊断中的实际意义 3. 了解抗原的分类，超抗原和免疫佐剂的含义,2019/4/20,cqq,第一节 抗原 一、概念 抗原（Antigen, Ag）是指能刺激机体免疫系统诱导免疫应答并能与应答产物如抗体或致敏淋巴细胞特异性结合，进而发挥免疫效应的物质,称之。,2019/4/20,cqq,二、抗原的两种基本特性 1. 免疫原性 免疫原性（immunogenecity）是指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答（产生特异性抗体及免疫效应细胞）的性质。,Ag,抗体,免疫原性示意图,2019/4/20,cqq,2. 抗原性 抗原性（antigenicity）又称免疫反应性，是指抗原分子与免疫应答产物（抗体或免疫效应细胞）发生特异性结合的性质。,抗原性（免疫反应性）示意图,抗体,2019/4/20,cqq,免疫系统,抗原,抗体或 致敏淋巴细胞,体内外特异性结合（免疫反应性）,免疫原性,2019/4/20,cqq,三、抗原的分类 （一）根据抗原的基本性能分： 1. 完全抗原 完全抗原（complete antigen) 具有免疫原性和抗原性的物质。 2. 半抗原 半抗原（hapten，又称不完全抗原 incomplete antigen ）无免疫原性，只有抗原性的物质。 半抗原 + 蛋白质（载体） 完全抗原。 载体：赋予半抗原免疫原性的大分子物质。 （二）根据抗原激活B细胞产生抗体时需否T细胞辅助分：,2019/4/20,cqq,半抗原(Hapten),具有免疫反应性 , 没有免疫原性的小分子物质。,小分子,免疫应答 （immune response）,+,载体 carrier,半抗原+载体=完全抗原,载体(carrier)：赋予半抗原免疫原性的大分子物质。,2019/4/20,cqq,半抗原,+,载体,抗体,完全抗原,半抗原载体效应示意图 半抗原 + 蛋白质（载体） 完全抗原,2019/4/20,cqq,三、 抗原的分类 （ 二）根据抗原刺激机体产生免疫应答是否需要Th细胞辅助，分： 1. 胸腺依赖性抗原（thymus-dependent antigen, TD-Ag）这类抗原需在T细胞和巨噬细胞的参与下才能激活B细胞产生抗体，多数为蛋白质抗原。 2. 胸腺非依赖性抗原（thymus-independent antigen, TI- Ag）这类抗原不需T细胞协助，能直接刺激B细胞产生抗体。细菌脂多糖，聚合鞭毛素均属于TI- Ag 。,2019/4/20,cqq,TD-Ag和TI-Ag特性比较 TD-Ag TI-Ag 组成 T和B细胞表位 重复的B细胞表位 T细胞辅助 必需 无需 应答类型 体液和细胞免疫 体液免疫 抗体类型 多种 IgM 免疫记忆 有 无 刺激B细胞 B2 B1、B2 常见抗原 大多数蛋白质抗原 少数，如多糖类抗原,2019/4/20,cqq,（三）根据与人体的亲缘关系，分 1.异种抗原 病原微生物及其代谢产物、动物免疫血清 2.同种异型抗原 同种异型抗原（allogenic Ag）主要包括血型抗原、主要组织相容性抗原以及次要组织相容性抗原等。 3.异嗜性抗原 4.自身抗原 （四）其他分类法,2019/4/20,cqq,第二节 决定抗原免疫原性的条件,一、异物性 1.异物：凡化学结构与宿主的自身成分相异或机体的免疫细胞接触过的物质称异物。 Burnet提出的克隆选择学说认为：凡是胚胎时期未与免疫系统中免疫活性细胞充分接触过的物质，都可视为异物。 2.异物性 异物性是构成抗原免疫原性的首要条件。具有异物性的物质包括： 异种物质 同种异体物质 自身物质,2019/4/20,cqq,免疫原性强,免疫原性弱,异种物质,2019/4/20,cqq,未与宿主免疫细胞接触过的自身物质,眼球晶体蛋白,2019/4/20,cqq,第二节 决定抗原免疫原性的条件,二、一定的理化性状 1. 分子量的大小：多在10KD以上，低于4KD者一般无免疫原性。分子量越大，免疫原性越强。 2. 化学组成及结构 （1）化学组成：蛋白质免疫原性最强，多糖具免疫原性较蛋白质弱,核酸多无免疫原性。 （2）化学结构的复杂性：含芳香族氨基酸 3.分子构象与易接近性： A分子的立体结构 4.物理状态：环状结构聚合状态颗粒状,10kD,100kD,10kD,免疫原（Immunogens）,强免疫原 （Strong immunogens ）,弱免疫原 （Poor immunogens）,分子量大,抗原分子结构复杂,不易被降解,持续刺激免疫细胞,高免疫反应,2019/4/20,cqq,复杂的化学结构,明胶分子（分子量100kD ）,直链氨基酸,加苯环氨基酸（2%酪氨酸）,（免疫原性很弱）,（免疫原性大大增强）,2019/4/20,cqq,3. 分子构象和易接近性 抗原分子中的一些特殊化学基团的立体构象是决定此分子是否能与相应淋巴细胞表面受体吻合，是启动免疫应答的物质基础。 易接近性：抗原的特殊化学基团与相应淋巴细胞表面受体相互接触的难易程度。,2019/4/20,cqq,免疫原性,抗原表位分子构象和易接近性不同,其免疫原性也不同,2019/4/20,cqq,三、宿主方面的因素 1.遗传因素 2.其他因素 年龄、性别与健康状态。 四、免疫原的剂量及进入途径 （1）剂量 1）剂量不足或过多均不引起免疫应答。 2）适当间隔重复注射可引起强免疫应答。 （2）途径：皮内、皮下、腹腔、口服和静脉免疫应答水平依次降低。,第二节 决定抗原免疫原性的条件,2019/4/20,cqq,1.宿主的遗传特性 机体对抗原的应答是受免疫应答基因（主要是MHC）控制的。因个体遗传基因的不同，人群中对同一抗原可有高、中、低不同程度的应答。,2.年龄、性别、健康状态,青壮年强于幼年和老年,雌性比雄性动物抗体生成高,感染、免疫抑制剂的应用,2019/4/20,cqq,小结：决定抗原免疫原性的条件,理化性质,异 物 性,第三节 抗原的特异性与交叉反应,一、抗原的特异性 特异性即专一性，是免疫反应的突出特点。 抗原的特异性表现在两个方面： 免疫原性的特异性：指抗原刺激机体免疫系统只能产生与其相应的抗体或致敏淋巴细胞； 反应原性的特异性：指抗原只能与其相应的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合反应 例： 痢疾杆菌 只能刺激机体 抗痢疾杆菌的抗体 结合,2019/4/20,29,可编辑,2019/4/20,cqq,一）决定抗原的特异性的物质基础-抗原决定簇,（一）抗原决定簇的概念 抗原决定簇（antigenic determinant）, 又称抗原决定基，或称表位（epitope）。 是指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。是Ag分子与TCR/BCR及抗体特异性结合的基本单位。 注意：抗原决定簇并非整个抗原 抗原决定簇是被免疫细胞识别的靶部位，也是免疫反应具有特异性的物质基础。 抗原决定簇的性质、数目、和空间构型决定抗原的特异性。,2019/4/20,cqq,化学基团的性质、位置、空间结构对半抗原-抗体特异性的影响,抗血清 Anti-serum,位置 position,反应 response,基团组成 composition,NH2,SO3H,抗,NH2,NH2,-R,NH2,R,-R,邻位Ortho-,间位Meta-,对位Para-,R = SO3H,R = ASSO3H2,R = COOH,+,+,+,血清,苯磺酸,苯砷酸,苯甲酸,+,抗苯磺酸,2019/4/20,cqq,（二）抗原结合价,抗原结合价（antigenic valence ）是指能和抗体分子结合的功能性决定基的数目。半抗原为单价，而天然抗原一般是大分子，由多种、多个抗原决定基组成，是多价抗原，可以和多个抗体分子特异结合。,单价半抗原 载体,半抗原+ 载体,抗体,2019/4/20,cqq,天然多价抗原,2019/4/20,cqq,举例,2019/4/20,cqq,三）重要的抗原决定簇 1.T细胞和B细胞决定簇 T细胞决定簇 在免疫应答中供T细胞抗原受体（TCR）识别的决定簇。此类决定簇存在于抗原分子内部，是由1020个左右的氨基酸构成的多肽，需由APC加工处理后才能供BCR识别。 B细胞决定簇 供B细胞抗原受体（BCR）识别的决定簇。此类决定簇存在于抗原分子表面，由46个氨基酸残基构成，便于BCR或抗体分子识别。,二、共同抗原与交叉反应,1.共同抗原： 不同抗原之间存在的相同或相似的抗原决定簇称共同抗原。 类属抗原：同种属生物间存在的共同抗原称类属抗原。 异嗜性抗原：存在于不同种属生物间的共同抗原，称异嗜性抗原。,2019/4/20,cqq,2.交叉反应,乙菌,抗A 抗B,抗A 抗C,二、共同抗原与交叉反应,甲菌,2019/4/20,cqq,乙型溶血性链球菌细胞壁C抗原 M抗原,链球菌感染,急性 肾小球肾炎,大肠杆菌O14型脂多糖,结肠粘膜,溃疡性结肠炎,心瓣膜的糖蛋白 心肌成分,风湿热,A族链球菌,肾小球基底膜,与疾病发生有关：如急性肾小球肾炎、风湿热、溃疡性结肠炎,3.交叉反应的实际意义,2019/4/20,cqq,交叉反应的实际意义,疾病诊断方面： 利用交叉反应辅助诊断疾病-如外斐反应； 交叉反应易造成判断失误。,第四节 医学上重要的抗原,1、异种抗原 1）病原性微生物 2）细菌外毒素、类毒素 3）动物免疫血清,外毒素、抗毒素、类毒素,外毒素 抗毒素（抗体） 类毒素 问题：哪个是抗原、哪个是抗体？,刺激机体,减毒,刺激机体,2019/4/20,cqq,超敏反应,动物免疫血清的双重作用,3）动物免疫血清 是将抗原接种到动物体内，所得到的动物血清，其中含抗体，也有动物蛋白。,2019/4/20,cqq,1、特异性抗体-中和毒素 2、异种抗原，可刺激机体产生抗马血清抗体-引起超敏反应。,马血清抗毒素的两重性,2019/4/20,cqq,2.同种异型抗原（allogenic Ag）： 在同一种属不同个体之间所存在的抗原。,人类同种异型抗原：血型（红细胞）抗原 组织相容性抗原（人主要为HLA）,血型抗原： ABO系统和Rh,A B O AB,抗原,抗体,A B A,B,抗B 抗A 抗A,抗B ,血型,2019/4/20,cqq,RBC,RBC溶解,ABO血型不合输血导致输血反应,2019/4/20,cqq,母子Rh血型不合- 新生儿溶血症 孕妇(Rh-) 胎儿(Rh+) 抗Rh抗体 + 新生儿RBC (Rh+) 溶血反应 (新生儿溶血症),2019/4/20,cqq,新生儿溶血症示意图,2019/4/20,cqq,人类主要组织相容性抗原- HLA,人类同种不同个体之间的组织细胞表面存在的主要组织相容性抗原(HLA)成分有不同程度的差异,在同种不同个体之间进行组织或器官移植时，受体可发生免疫应答即免疫排斥反应.,3、自身抗原 （自身的物质为何可以是抗原？） 1）隐蔽的自身抗原 手术、外伤 自身物质 血流（免疫系统接触） 神经髓鞘膜蛋白 眼球晶体蛋白 精子蛋白 自身免疫病 甲状腺球蛋白,2019/4/20,cqq,2）修饰的自身抗原 感染、药物 自身物质 化学结构改变 电离辐射,RBC,自身免疫性溶血性贫血,药物,RBC,自身抗体,RBC,抗原抗体复合物,激活补体,红细胞膜,C9,C8,C 5b,6,7,2019/4/20,cqq,4.异嗜性抗原:又称Forssam抗原： 是指一类与种属无关的存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。,乙型溶血性链球菌细胞壁C抗原 M抗原,链球菌感染,急性 肾小球肾炎,大肠杆菌O14型脂多糖,结肠粘膜,溃疡性结肠炎,心瓣膜的糖蛋白 心肌成分,风湿热,A族链球菌,肾小球基底膜,2019/4/20,cqq,5.肿瘤抗原,肿瘤特异性抗原：是肿瘤细胞表面特有的抗原。 肿瘤相关抗原：此类抗原并非肿瘤细胞所特有，但在细胞癌变时体内含量明显增多，无严格的特异性。包括： 肿瘤相关病毒抗原 胚胎性抗原,6.变应原 即引起变态反应的抗原。 包括完全抗原和半抗原,2019/4/20,cqq,第六节 免疫佐剂,一、定义 佐剂（adjuvant ）是先于抗原或同时与抗原混合注射机体可增强抗原的免疫原性的物质。 二、应用 1.能增强弱免疫原性物质的免疫原性，