免疫2015课件抗原

抗原(Antigen) 概念 抗原的异物性及特异性 影响抗原免疫应答的因素 抗原的分类 医学上重要的抗原 抗原（antigen, Ag)是泛指能够被各类免疫细胞识别， 并能够使其识别细胞活化发生免疫应答的物质。狭义的抗原概 念：一类能与T细胞的TCR及B细胞的BCR结合，促进其增殖、 分化，产生抗体或致敏淋巴细胞；并能与相应免疫应答产物即 抗体或致敏淋巴细胞在体内或体外发生特异性结合的物质，进 而发挥免疫效应的物质。 免疫原性（immunogenicity): 是指能够刺激机体免疫 系统产生免疫应答,诱生抗体或致敏淋巴细胞的性能。 抗原性（antigenicity): 是指能够与相应免疫应答产物发生特异性结合的性能。 概念 完全抗原（complete antigen)或免疫原（ immunogen): 凡同时具有免疫原性和抗原性的物质。 半抗原（hapten)或不完全抗原（incomplete antigen)： 只具有抗原性而无免疫原性的物质。 耐受原：引起免疫耐受的抗原。 变应原：引起超敏反应的抗原。 抗原的免疫原性与特异性 一、异物性 异物性是免疫原的核心。其经典含义是指非机体自身 物质的属性. 现定义为在胚胎期未与免疫活性细胞充 分接触过的物质. 1、非己物质 一般来说，抗原与机体的亲缘关系越远，组织结构 差异越大，抗原性越强。 2、自身成分 一些与免疫系统在解剖位置上处于隔绝的组织器 官、或在出生后个体发育过程中产生的某些自身成分 也具有免疫原性；化学修饰的自身物质。 二、抗原的特异性 抗原决定基（antigenic determinant):是抗原分 子中决定抗原特异性的特殊化学基团，它是TCR/BCR 及抗体特异结合的基本单位，又称表位（epitope)。 表位决定抗原的特异性。 B细胞表位：可以是构象的、也可以是线性的；可以 是蛋白质、核酸、脂类、糖及有机化学基团。 T细胞表位：线性的、主要蛋白质，少数是脂类。 化学基团的性质决定抗原的特异性 载体半抗原 载体载体载体载体 1、B细胞表位 位于抗原分子的表面，亲水性 抗原决定基结构 构象决定基（conformational determinant):序列上 不相连续的多肽或多糖在空间构象上形成的决定基（B 细胞）。 顺序决定基(senquential determinant)：一段序列上 相连续的氨基酸片段（T及B细胞）。 功能性抗原决定基 位于分子表面的表位易被BCR或抗体结合的抗原 决定基。 免疫优势基团：抗原决定基中起关键作用的个别化学基 团。 隐蔽性抗原决定基：位于分子内部的、不能被BCR或抗 体结合的抗原决定基。 抗原的结合价：是指能与抗体分子结合的功能性抗原决 定基的数目。 2、T细胞表位 位于抗原分子的任意位置，由抗原呈递 细胞（Antigen Presentation Cell，APC) 处理、加工的短肽，该短肽与APC的MHC分 子结合呈现在细胞的表面。 MHC分子分为两类： MHCI类分子(分布在几乎所有的细胞） MHCII类分子(只分布在少数的免疫细胞, 专职APC)。 T细胞只能识别由抗原递呈细胞 （APC)所处理加工的抗原短肽 三种专职性 APC的功能特点 M：吞噬、处理加工抗原的能力较强。 DC：巨吞饮能力，吞噬能力；抗原提呈能力最强 B细胞：通过BCR特异识别及非特异吞噬 不同来源的抗原可接受不同类型的 MHC分子提呈，其中内源性抗原（APC产 生的）多肽通过MHCI类分子，激活CD8+T 细胞；外源性抗原（来源于APC外的）多 肽通过MHCII类分子，激活CD4+细胞。 APC分为专职性和非专职性的 专职性的：细胞表面有丰富的MHC分子，特别是 II类分子，同时表面有共刺激分子，对抗原处 理加工能力很强，对T细胞，特别是CD4+T细胞有 较强的刺激活性。如，DC、M及B细胞。 非专职性的：细胞表面有MHC分子（以I类为主 ），但一般不表达共刺激分子，对抗原的处理 加工能力较弱，可激活CD8+T细胞。如，上皮细 胞，成纤维细胞、内皮细胞。 （恒定链） （II类相关恒定链短肽） 低分子量多肽（ LMP） T细胞表位和B细胞表位差别 半抗原与蛋白质载体偶联后可诱导出抗半抗原抗体 可模拟胸腺依赖抗原的载体效应。 载体效应：在免疫应答中，B细胞识别半抗原，并提呈 载体表位给CD4+T细胞， CD4+T细胞识别载体表位后， 即以载体表位将T、B连接起来，T细胞辅助激活 B细胞， 这种效应称为载体效应。 半抗原 载体 B cellB cellB cellB cell T cell CD28 B7 CD40-CD40L 胸腺依赖性抗原，必有T细胞表位和B细胞表位。 DC/M 抗原异质性、共同抗原和交叉抗原 抗原异质性：抗原异质性即抗原物质的非均 一性, 同一分子表面可存在不同的表位. 共同抗原（commmon antigen): 两种不同 抗原之间可有相同或相似的抗原表位。 交叉抗原（cross-antigen): 抗体对具有相 同或相似表位的不同抗原的反应，称为交叉 反应。 交叉反应的意义 ：诱发自身免疫病 与人体组织起交叉反应的A组链球菌抗原 影响抗原免疫应答的因素 一、抗原分子的理化特性 1、化学性质（多数蛋白为良好抗原; 多肽、多糖及脂类亦具一定的免疫原性） 2、分子量大小：抗原的分子量一般为 10KDa 3、结构的复杂性 4、分子构象（conformation)和易接近性 (accessibility) 5、物理状态：颗粒状抗原可溶性抗原; 多聚体抗原单体抗原; 佐剂的作用 二、宿主方面的因素 1、遗传因素 主要是MHC分子 2、年龄、性别与健康状况 三、抗原量及进入途径等因素 皮下腹腔肌肉静脉 抗原的种类 一、根据产生抗体是否Th细胞参与 1、胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen,TD-Ag） 2、胸腺非依赖性抗原（ thymus independent antigen,TI-Ag） TI-1抗原: 具多克隆激活作用, 成熟与不成熟的B细 胞均可对其发生反应, 主要代表为细菌脂多糖; TI-2抗原: 表面为多个重复表位, 但只能刺激成熟的 B细胞, 该类抗原包括肺炎荚膜多糖,聚合鞭毛素等. 二、根据抗原与机体的亲缘关系分类 1、异种抗原（xenogenic Ag)：即来自不同种属的抗原. 如病原微生物及其产物;植物蛋白;动物来源的抗血清; 异 种器官移植抗原等。 2、同种异型抗原（allogenic Ag)：如红细胞血型抗原; 主要组织相容性抗原即MHC。 3、自身抗原（autoantigen)：如隐蔽抗原或隔离抗原的 释放; 改变或修饰的自身抗原；肿瘤抗原；独特型抗原 4、异嗜性抗原（heterophilic antigen) 是一类与种属无关的存在于人、动物及微生物之间的 共同抗原。 三、依根据抗原是否由抗原递呈细胞所合成 1. 外源性抗原(exogenous antigen) 来源于细胞 外的抗原称为外源性抗原,如被吞噬的细胞或细 菌等. 经抗原递呈细胞加工为抗原肽并与MHC II类分 子形成复合物, 由CD4+T细胞的TCR识别. 2. 内源性抗原(endogenous antigen) 细胞内合 成的抗原称为内源性抗原,如被病毒感染细胞合 成的病毒蛋白和肿瘤细胞内合成的蛋白等. 经加工为抗原肽并与MHC I类分子形成复合物 , 由CD8+T细胞的TCR识别. 四、其他分类 1. 完全抗原与半抗原 2. 天然抗原与人工抗原 3. 根据诱导免疫应答的性质 : 移植抗原、肿瘤 抗原、微生物抗原、引起超敏反应的变应原或过 敏原、导致免疫耐受的耐受原等 4. 根据理化性质 : 颗粒性抗原与可溶性抗原; 蛋白抗原、多糖抗原及多肽抗原等。 医学上重要抗原 微生物及其代谢产物 异嗜性抗原 同种异体抗原 自身抗原 肿瘤抗原 1诊断与辅助诊断 :用已知抗体检测相对应抗原或用已知的抗原 检测体内存在的抗体可用于 (1) 传染因子及其抗体的确定. (2) 检测过敏原 (3) 输血配型及移植配型 2治疗: (1) 治疗性疫苗的研制与开发 (2) 治疗超敏反应 3. 预防 : 经灭活或减毒的疫苗可用于传染病的预防. 4. 医学研究 :发病机制探讨, 研制新的诊断与治疗方法 抗原在临床实践中的应用 ELISA 免疫组化免疫荧光 Western blot 超 抗 原 某些抗原物质，只需要极低浓度（110ng ）即可激活2%20%某些亚型的T细胞克隆， 产生极强的免疫应答，这类抗原称为超抗 原（superantigen,SAg)。 超抗原分类 根据来源： 1、外源性：如金黄色葡萄球菌肠毒素A-E 2、内源性：病毒产物或体内合成的。 根据刺激淋巴细胞的种类： 1、T细胞超抗原(金黄色葡萄球菌肠毒素A-E) 2、B细胞超抗原(金黄色葡萄球菌A蛋白） APC T细胞 超抗原 MHC类分子 抗原肽 V V TCR T细胞超抗原为例 激活T细胞的机制： Sag表达于APC细胞后，其一端可直接与TCR的某些 V区结合，以完整的蛋白形式激活T细胞，另一端和 APC细胞表面的MHCII类分子非多肽区结合，故T细胞的 识别不受MHC分子的限制。 超抗原的作用特点 1、超抗原不需在APC内处理 2、非MHC分子的限制 3、TCRV特异性 4、刺激T细胞释放大量细胞因子 佐剂（adjuvant) 属非特异免疫增强剂，与抗原一起或预先注入机体后， 可增强机体对抗原的免疫应答能力。 佐剂的种类： 生物性的：卡介苗；短小棒状杆菌；脂多糖和细胞因子 无机化合物：氢氧化铝；明矾等 人工合成：如双链多聚肌苷酸：胞苷酸； 双链多聚腺苷酸：尿苷酸； 其他：脂质体；CpG寡核苷酸；弗氏佐剂等 主要作用机制： 1、改变抗原物理性状，增强抗原在体内潴 留时间。 2、增强APC的功能 3、刺激淋巴细胞的增殖分化 丝裂原亦称有丝分裂原，可致细胞发生有 丝分裂，进而增殖。体外实验中，特定丝裂原可 使静止的淋巴细胞体积增大