《动物免疫学抗原》PPT课件.ppt

1.免疫的概念； 2.免疫学的概念； 3.免疫的基本特性和基本功能； 免疫（Immune)： 免疫是指动物机体对自身和非自身的 识别，并清除非自身的大分子物质， 从而保持机体内、外环境平衡的一种 生理学反应。 免疫的基本特性： 1.识别自身与非自身 2.特异性 3.免疫记忆 免疫细胞：immunocyte ,IC：参与免疫应答或 与免疫应答有关的细胞。 免疫活性细胞（Immunocompetent cell,ICC） ：在免疫细胞中，具有特异性抗原受体，接受 抗原刺激后能发生活化、增殖和分化，产生特 异性免疫应答的细胞。包括T、B淋巴细胞， 也称抗原特异性淋巴细胞。 抗原递呈细胞（APC）：能捕获和处理 抗原并能把抗原递呈给抗原特异性淋巴 的一类免疫细胞。包括单核吞噬细胞、 树突状细胞、成熟B细胞，也称辅佐细 胞（A细胞）。 抗抗 原原 （AntigenAntigen） 浆细胞 粒细胞 单核细胞 巨噬细胞 T细胞 B细胞 免疫球蛋白 补体 细胞因子 一、抗原的概念 1 . 抗原与抗原性 (1)抗原的概念抗原的概念：凡能刺激机体产 生抗体和致敏淋巴细胞并能与之发生 反应的物质称为抗原抗原(antigen , Ag)(antigen , Ag)。 （2）抗原物质具有抗原性包括免疫原性 与反应原性。 免疫 原性 反 应 原 性 一、抗原的概念 免疫原性（immunogenecity，抗原作用） ：指能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞的 特性。 AgAg T T B B T T 浆细胞浆细胞 致敏致敏T T细胞细胞 抗体抗体 反应原性（antigenicity，抗原反应）：指 抗原与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生反应 的特性。 AgAg T T B B T T 浆细胞浆细胞 致敏致敏T T细胞细胞 抗原性抗原性 麻疹疫苗 麻疹病毒 进入机体，与抗体结合 卡介苗 致敏淋巴细 胞 结核杆菌 进入机体，与细胞结合 进入机体 麻疹抗体 进入机体 免疫应答 猪瘟疫苗（抗原）注入猪体内 发生免疫应 答产生抗猪瘟病毒抗体 免疫原性 猪瘟疫苗 + 抗猪瘟病毒抗体在体外、体内都 可以发生反应（结合） 反应原性 体外：发生沉淀反应；体内：中和反应 猪瘟疫苗即具有免疫原性，又有反应原性。 抗原性举例 第2节 抗原概念 抗原的概念抗原的概念：凡能刺激机体产生 抗体和致敏淋巴细胞并能与之发生反 应的物质称为抗原抗原(antigen , Ag)(antigen , Ag)。 免疫 原性 反 应 原 性 一、抗原的概念 2. 完全抗原与半抗原 抗原又分为完全抗原与不完全抗原。 （1）完全抗原(complete antigen)：既具有免 疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原 。 （2）半抗原(hapten，又称不完全抗原 incomplete antigen )：只具有反应原性而缺 乏免疫原性的物质称为半抗原。多为小分 子物质，如荚膜多糖、类脂、脂多糖。 （3）载体（carrier）：赋予半抗原以免 疫原性的蛋白质。 半抗原半抗原 + + 蛋白质蛋白质 完全抗原完全抗原 半抗原 (无免疫原性) (有免疫原性) (二硝基苯) combine with (有免疫反应性) combine with combine with anti-dinitrobezene (抗二硝基苯) 二、构成抗原的条件 （影响抗原免疫原性的因素） 1. 1. 异源性异源性 2. 2. 大分子大分子 3. 3. 分子结构分子结构 4. 4. 物理状态物理状态 5. 5. 完整性完整性 1. 异源性，又称异物性。只有非自身物质 进入机体才能具有免疫原性。微生物、异 种组织、细胞及蛋白质均是良好的抗原。 (1)异种物质：通常动物亲缘关系相距越远，种 系差异越大，免疫原性越好。 (2)同种异体物质：人类ABO血型系统，移植器 官 (3)自身抗原：正常情况下无免疫原性，下列情 况则具免疫原性，自身组织结构发生改变。 机体免疫识别功能紊乱。隐蔽的自身抗原：终 生与免疫系统隔绝的成分（眼晶状体蛋白，精子 ）。上述抗原可导致自身免疫病。 一般说，动物在胚胎期，如人怀孕期3个 月之内，大鼠和小鼠可延到新生期，免疫 系统接触过的物质即为“自身”物质，胚 胎成熟后，对这些物质不能识别。在胚胎 期从未与免疫系统接触过的物质，虽然也 是动物的正常组织成分，但胚胎成熟后， 对这些物质能识别，尽管不是异物性物质 ,也能成为抗原。即自身抗原 如：微生物抗原人 强免疫原 鸭血清蛋白鸡：弱免疫原 兔：强免疫原 （1）异种物质 通常动物亲缘关系相距越远，种系差异越大，免 疫原性越好。 （2）同种异体物质 最典型的例子如人类的ABO血型抗原。 A型血 红细胞 AB型 红细胞 B型血 红细胞 O型血 红细胞 A型 B型 RBC有A抗原 血液中有抗A抗体 输血 A抗原 + 抗A抗体 有A抗原的RBC破裂 正常情况下无免疫原性，下列情况则具免疫原性： 自身组织结构发生改变。 机体免疫识别功能紊乱。 隐蔽的自身抗原：终生与免疫系统隔绝的成分。 (3)自身抗原： 眼球 血管 角膜 蛋白 外伤 角膜 蛋白 外流 克隆选择学说认为：胚胎期免疫细胞与自 己抗原接触，则免疫细胞破坏、排除或处 于抑制状态（禁忌细胞系）；胚胎期从未 接触过的抗原的淋巴细胞仍存在，此类抗 原进入机体，可引起免疫应答。 2. 大分子 免疫原性良好的物质分子量 一般都在10000以上。分子量小于5000其 免疫原性较弱。分子量在l 000以下的物 质为半抗原没有免疫原性，但与大分子蛋 白质载体结合后可获得免疫原性。 3. 分子结构 相同大小的分子如果化学 组成、分子结构和空间构象不同，其免疫 原性也有一定的差异。一般结构复杂免疫 原性强。 化学结构与组成：在大分子中，蛋白质的免疫 原性最强，其次是复杂多糖，再次是核酸、类 脂物质。 通常情况下，大分子的结构越复杂，免疫原性 越强 4. 物理性 颗粒性抗原的免疫原性通常比 可溶性抗原强。可溶性抗原分子聚合后或 吸附在颗粒表面可增强其免疫原性。（佐 剂） 5. 完整性 所以抗原物质通常要通过非消 化道途径以完整分子状态进入体内，才能 保持抗原性。（一般疫苗不口服） 其它因素 1. 宿主生物系统： 受体动物基因型：多糖抗原 受体动物的年龄、性别与健康状态 2. 免疫方法的影响： 免疫抗原的剂量、接种途径、接种次数 和佐剂选择等。 皮内、皮下、（肌肉、腹腔和静脉）、口 服 三、抗原决定簇 （ antigenic determinant ，AD） 1. 概念 抗原分子表面具有特殊立体构型 和免疫活性的化学基团称为抗原决定簇或 抗原决定基。由于抗原决定簇通常位于抗 原分子表面，因而又称为抗原表位 (epitope)。 抗原决定簇抗原决定基抗原表位 抗原决定簇决定抗原的特异性，即决定 抗原与抗体发生特异性结合的能力（实际 是抗原决定簇与抗体的结合）。 Ag 2. 决定簇的种类大小与数量 : （1）一个抗原分子可以有一种或多种不同 的AD ，一种AD决定着一种特异性，多种AD 决定着多种特异性 （2）一个决定簇的大小一般不超过3nm （3）蛋白质抗原的每个决定簇由5-7个氨基酸残 基组成； 多糖抗原由5-6个单糖残基组成； 核酸抗原的决定簇由5-8个核苷酸残基组成。 （1）多价抗原：含有多个抗原决定簇的抗原为 多价抗原； （2）单价抗原：只有一个抗原决定簇的抗原称 为单价抗原，如简单半抗原。 （3）单特异性决定簇抗原：只有一种特异性决 定簇的抗原。 （4）多特异性决定簇抗原：含有两种以上不同 特异性决定簇的抗原。 天然抗原一般都是多价和多特异性决定簇抗 原 T细胞表位和B细胞表位 T细胞表位： TCR识别 必须经降解加工处理后才能被T细胞识别 线性决定簇 B细胞表位： BCR识别或抗体识别并结合 直接识别 构象决定簇或线性决定簇 降解 B/T B 激活 T细胞表位B细胞表位 表位受体TCR BCR MHC分子必需无需 表位性质主要是线性短肽天然多肽，多糖，脂多 糖，有机化合物 表位大小912个氨基酸 （CD8T细胞） 1217个氨基酸 （CD4T细胞） 67个氨基酸 或57个单糖、核苷酸 表位类型线性表位构象表位、线性表位 表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面 T T细胞表位与细胞表位与B B细胞表位的特性比较细胞表位的特性比较 功能决定簇和隐蔽决定簇 功能性抗原决定簇：位于表面的、易被淋 巴细胞识别的、可启动免疫应答的决定簇 隐蔽性抗原决定簇：为于分子内部的，不 能引起免疫应答的决定簇 四、半抗原载体现象 小分子的半抗原不具有免疫原性，不能诱 导机体产生免疫应答，但当与大分子物质 （载体）连接后，就能诱导机体产生免疫 应答，并能与相应的抗体结合，这种现象 称为半抗原载体现象。 瘦肉精 三聚氰胺 药物 半抗原半抗原 + + 载体载体 抗体抗体 B Th 完全抗原完全抗原 B B B Th 半抗原载体效应示意图 半抗原 + 蛋白质（载体） 完全抗原 五、抗原的交叉性 交叉反应 Ag1 Ag2 两种不同抗原具有相同或相似的抗原决定簇,则称 为共同抗原(common antigen) 抗体对具有相同或相似的抗原决定簇的不同抗原的 反应,称为交叉反应(共同抗原又称交叉反应抗原) 如果两种微生物有共同抗原，它们与 相应抗体相互之间可以发生交叉反应 伤寒杆菌伤寒杆菌 肠炎杆菌肠炎杆菌 人体人体 人体人体 抗体抗体 抗体抗体 交叉反应交叉反应 六、抗原的分类 （一）抗原分类 （1）按性质分 完全抗原、半抗原等。 （2）按来源分 异种抗原 ：与免疫动物不同种属的抗原，如微 生物抗原，异种动物红细胞，异种动物蛋白。 同种抗原 ： 与免疫动物同种属不同个体的抗原 ，能刺激同种而基因型不同的个体产生免疫应 答，如血型抗原、同种移植物抗原。 自身抗原 动物的自身组织细胞、蛋白质 在特定条件下形成的抗原，对自身免疫系 统具有抗原性。 异嗜性抗原 指与种属特异性无关，存 在于人、动物、植物及微生物之间性质相 同的抗原(交叉抗原)。 实际意义： 1. 与产生人血型抗体有关 大肠杆菌O86 B血型物质 肺炎球菌14型 A血型物质 共同抗原 共同抗原共同抗原 2. 与疾病有关系： 溶血性链球菌 肾小球基底膜 溶血性链球菌 心肌 大肠杆菌O14型 肠粘膜 共同抗原共同抗原 急性肾小急性肾小 球肾炎球肾炎 共同抗原共同抗原 风湿病风湿病 共同抗原共同抗原 溃疡性溃疡性 结肠炎结肠炎 （二）微生物抗原 1. 按保护性分： 保护性抗原；非保护性抗 原。 2. 按微生物分： 细菌抗原 细菌的抗原结构比较复杂，每 个菌的每种结构都由若干抗原组成，因此 细菌是多种抗原成分的复合体。有菌体抗 原、荚膜抗原、鞭毛抗原和菌毛抗原等。 菌体抗原：又称O抗原，是革兰氏阴性菌细胞壁 抗原，其化学本质为脂多糖的多糖侧链。 鞭毛抗原：又称H抗原。鞭毛抗原主要决定于鞭 毛丝。 荚膜抗原：又称K抗原。荚膜是细菌主要的表面 抗原，成分为多糖或多肽。 菌毛抗原：菌毛由菌毛素组成，有很强的抗原 性。 毒素抗原：外毒素的成分为糖蛋白或蛋白质， 具有很强的抗原性，能刺激机体产生抗体(即抗 毒素)。 2.病毒抗原：各种病毒都有相应的抗原结 构。如囊膜抗原、衣壳抗原、可溶性抗原 和核蛋白抗原。 囊膜抗原（V抗原） 有囊膜病毒，抗原特异性主要是 囊膜上的纤突所决定的。如流感病毒HA和NA，是流感病 毒亚型分类基础。 衣壳抗原（VC抗原） 无囊膜病毒，其抗原特异性决定 于病毒颗粒表面的衣壳蛋白。如口蹄疫病毒的衣壳蛋白 VP1、 VP2 、VP3 、 VP4 等属此类抗原。 可溶性抗原（S抗原)。 核蛋白抗原 (NP抗原)。 （三）毒素抗原 外毒素：有些细菌在生长繁殖过程中， 向菌体外分泌的有毒物质。 类毒素：外毒素经0.3%0.4% 甲醛处理 后，失去毒性，但仍保留抗原性，成为类 毒素。 抗毒素：外毒素和类毒素刺激抗体产生 的抗体。该抗体能中和外毒素，阻止外毒 素与敏感细胞结合，避免机体中毒。例白 喉抗毒素。 （四）其它微生物抗原： （五）保护性抗原 （六）超抗原 （一）细菌性抗原 伤寒杆菌伤寒杆菌链球菌链球菌痢疾杆菌痢疾杆菌 G G - - 菌胞壁菌胞壁 G G 菌胞壁 菌胞壁 （二）病毒性抗原 衣壳：蛋白 包膜：糖蛋白 腺病毒腺病毒 流感病毒流感病毒 口蹄口蹄疫病毒疫病毒 狂犬病病毒狂犬病病毒 真菌真菌 白色念珠菌白色念珠菌 (1,000X oil)(1,000X oil) 疟原虫疟原虫 （三）其他病原微生物（三）其他病原微生物 七、抗原的特异性和类属性 特异性(specificity)：指抗原刺激机体产生免疫 应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性 。抗原的特异性表现在两个方面： 免疫原性的特异性抗原只能刺激免 疫系统产生针对该抗原的抗体和致敏淋巴细胞 ； 反应原性的特异性抗原只能与相 应的抗体和/或致敏淋巴细胞结合或反应。 特异性是免疫应答最根本的特点，也是免 疫学诊断和防治的理论基础。而免疫应答 的特异性是由抗原的特异性所决定的，进 一步说，是由抗原分子上的抗原决定基( 表位)所决定的。 类属性（common antigen,group antigen ）:有些抗原决定基为某属、种、型、株所共有 ，称为共同抗原或类属抗原，存在于抗原中的 共同性即为类属性。 1.抗原； 2.免疫原性； 3.反应原性； 4.构成抗原的条件； 5.抗原决定簇； 本章要点 6.异嗜性抗原； 本章要点 抗原的概念 (1)抗原的概念抗原的概念：凡能刺激机体产 生抗体和致敏淋巴细胞并能与之发生 反应的物质称为抗原抗原(antigen , Ag)(antigen , Ag)。 （2）抗原物质具有抗原性包括免疫原性 与反应原性。 免疫 原性 反 应 原 性 免疫原性（immunogenecity，抗原作用） ：指能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞的 特性。 反应原性（antigenicity，抗原反应）：指 抗原与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生反应 的特性。 构成抗原的条件 （影响抗原免疫原性的因素） 1. 1. 异源性异源性 2. 2. 大分子大分子 3. 3. 分子