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第二讲 抗原 (Antigen,Ag) 第三章 抗原,1. Concepts（概念） 2. Immunologic properties of antigen（抗原的免疫特性） 3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性） 4. Specificity and cross reaction of antigen（交叉反应） 5. Classification of antigen（抗原的分类） 6. Adjuvant （佐剂） 7. Superantigen（超抗原） 8. Mitogen（有丝分裂原）,Outline,抗原(antigens, Ag)：是指能被机体免疫细胞识别，刺激和诱导机体的免疫系统 产生抗体或效应T淋巴细胞等免疫效应性物质，并能与相应免疫效应性物质在体内外发生特异性结合的物质。,Concept,Microorganisms (bacteria, virus, fungi), parasite, worms Substances(proteins, sugar, lipid and nucleic acid ),bacteria,virus,worm,fungi,1. Concepts 2. Immunologic properties 3. Factors influencing of immunogenicity 4. Classification of antigen 5. Adjuvant 6. Superantigen 7. Mitogen,Outline,免疫原性(immunogenicity) 抗原能刺激机体的免疫系统产生免疫应答，诱导抗体或效应性T细胞产生的能力。 抗原性/免疫反应性(反应原性)（antigenicity/immunoreactivity) 即抗原可在体内外与相应的免疫应答产物（抗体 或效应性T细胞）发生特异性结合的性能，也叫免疫 反应性。,Immunologic properties of Ags,Immunogenicity 免疫原性,Antigenicity/Immunoreactivity 抗原性/反应原性（免疫反应性）,刺激免疫系统,Definitions,Complete Antigen Hapten Carrier Immunogen Tolerogen Allergen,完全抗原（complete antigen）：所有具有免疫原性和反应原性的物质。 半抗原（hapten）：只有反应原性而无免疫原性的物质。抗原刺激是引起机体产生特异性免疫应答的先决条件。 载体(carrier) ：与半抗原结合而赋予其免疫原性的物质。,Hapten & Carrier (半抗原与载体),Dinitrobenzene：二硝基苯,免疫原（immunogen）：能刺激机体产生免疫应答的抗原。 耐受原（tolerogen）：在某种情况下，抗原也可诱导相应的淋巴细胞克隆对该抗原表现为特异性无应答状态，称为免疫耐受，相应的抗原称为耐受原。（详见免疫耐受） 变应原（allergen）：有些抗原还可引起机体发生病理性免疫应答-型超敏反应（变态反应），相应的抗原称为变应原。（详见超敏反应）,1. Concepts 2. Immunologic properties of antigen 3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性） 4. Specificity and cross reaction of antigen（交叉反应） 5. Classification of antigen 6. Superantigen（超抗原） 7. Mitogen（有丝分裂原）,Outline,Factors Influencing immunogenicity （影响抗原免疫原性的因素）,Properties of Antigens； Effect of Host； Mode of Contact,（1）Foreignness (胚胎期未与淋巴细胞接触过的物质) The degree of its immunogenicity depends on the degree of its foreignness. General rule: the greater the phylogenetic distance between two species is, the greater the immunogenicity is. (2）Chemical composition Most proteins are good antigens. Macromolecular nucleotides, complex polyaccharides, lipids can be good antigens.,Properties of Antigens,(3) Chemical structure and molecular weight General rule: the more the molecular weight is, the more the immunogenicity is. Molecular weight surpass ten thousands Da, can be good antigen. But there is some exceptions. (4) Complexity of structure General rule: the more the Complexity of structureis, the more the immunogenicity is. (5) Molecular conformation and Accessibility (6) Physical Form Particulate Soluble Denatured Native,分子构象(Molecular conformation )：抗原分子中一些特殊化学基团（抗原决定基）的三维结构，可以决定该抗原分子是否能与相应B淋巴细胞表面的抗原受体（BCR）相互接吻合，从而启动免疫应答。 易接近性(Accessibility)：抗原分子的特殊化学基团（抗原决定基）与B细胞表面相应的抗原受体（BCR）相互接触的难易程度。易接近性越好，BCR就能更好的识别相应的抗原决定基。,免疫原性,抗原决定基的分子构象与易接近性决定抗原免疫原性的强弱,Effect of Host,Genetics（MHC）； Age, sex and healthy condition,Antigen dosage and route : Optimal dosage and route of injection that will induce a very strong immune response in a given animal. Too high or too low dosage of antigen will induce tolerance specific to this antigen(高带耐受与低带耐受). Sequence (from the best to the worst): intradermal, subcutaneous, intramuscular, intraperitoneal ，Intravenous and oral administration.,Mode of Contact,1. Concepts 2. Immunologic properties of antigen 3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性） 4. Specificity and cross reaction of antigen（交叉反应） 5. Classification of antigen 6. Superantigen（超抗原） 7. Mitogen（有丝分裂原）,Outline,Specificity,特异性（specificity) 是指物质之间的相互吻合性或针对性、专一性。 抗原的特异性表现在两个方面： 免疫原性的特异性是指抗原刺激机体只引起与它相应的免疫细胞发生免疫应答，产生相应的抗体和致敏淋巴细胞； 反应原性的特异性指抗原只能与相应抗体或致敏淋巴细特异性结合而发生免疫反应。,特异性是免疫应答最重要的特点，也是免疫学诊断与防治的理论依据。决定抗原特异性的物质基础是抗原分子中的抗原决定基。,抗原特异性的两个方面,抗原诱导机体产生特异性免疫应答（免疫原性的特异性）及与应答产物发生特异性反应（反应原性的特异性）。,抗原决定基 -决定抗原特异性的分子基础,抗原决定基（antigenic determinant) 指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，是被免疫细胞识别的最小靶结构，也是免疫反应具有特异性的分子基础，也称为表位(epitope) 。,一个多肽决定基含517个氨基酸残基；一个多糖决定基含57个单糖；一个核酸决定基含68个核苷酸。,抗原决定基的位置、数目和空间结构决定抗原特异性。,抗原决定基的空间结构决定抗原的特异性,抗原决定基的分类 构象决定基和线性决定基 T细胞决定基和B细胞决定基 功能性和隐蔽性决定基（B细胞决定基） 半抗原决定基与载体决定基（自学）,构象表位和线性表位 -根据表位的结构分类,T细胞决定基（T细胞表位）：T细胞决定基主要位于抗原分子内部，必须由APC将抗原加工处理为小分子多肽并与MHC分子结合，形成抗原肽-MHC复合物，然后才能被TCR所识别。 B细胞决定基（B细胞表位）：BCR能与未经APC加工的天然抗原发生反应，其识别的靶结构主要位于抗原分子表面的决定基。可根据决定基在抗原分子中所处部位的不同分为功能性表位和隐蔽性表位。,T细胞表位与B细胞表位 -根据表位是被TCR还是BCR识别分类,B细胞表位 -功能性和隐蔽性决定基,功能性决定基：位于抗原分子表面的易与BCR或抗体结合的B细胞决定基，称为功能性决定基。其中起关键作用的个别化学基团称为免疫优势基团。 隐蔽性决定基：位于抗原分子内部的，不能与BCR或抗体结合的B细胞决定基称为隐蔽性决定基。,在某些理化因素作用下，隐蔽性决定基可暴露于分子表面而成为功能性决定基，从而诱导免疫应答，其在自身抗原和自身免疫性疾病中较为常见。（详见自身免疫）,抗原-抗体反应的特异性,抗原抗体反应具有高度特异性 特异性是由抗原决定基所决定，而非由整个抗原分子决定 抗原决定基的位置，空间结构很重要,交叉反应,交叉反应(cross reaction) ：抗原（或抗体）除与其相应抗体（或抗原）发生特异性反应外，有时还可与其他抗体（或抗原）发生反应，称为交叉反应。 共同抗原（common antigen)或交叉抗原：若两种不同的抗原具有相同或相似的抗原决定基，则称为共同抗原或交叉抗原（cross antigen）。,共同抗原（common antigen）,Epitopes = 5,Epitopes = 4,抗A,抗B,A,B,Cross reaction,Same epitope,1. Concepts 2. Immunologic properties of antigen 3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性） 4. Specificity and cross reaction of antigen（交叉反应） 5. Classification of antigen 6. Superantigen（超抗原） 7. Mitogen（有丝分裂原）,Outline,(1) Xenogeneic antigen （异种抗原） (2) Allogeneic antigen （同种异型抗原） (3) Autoantigen （自身抗原） (4) Heterophilic antigen （异嗜性抗原） (5) Idiotypic antigen（独特型抗原）,Classification of antigen,1. According to the relations with host,(1) Xenogeneic antigen（异种抗原） Xenogenic antigen is come from the different species (2) Allogeneic antigen（同种异型抗原） Antigen exist in the same species but in different individuals (ABO, MHC). (3) Autoantigen （自身抗原） In normal circumstances -tolerance In abnormal cases, releasing of isolated antigens or changes the self tissues structure and composition- immune response, damage to self,(4) Heterophilic antigen（异嗜性抗原） Antigens exist in the different species (5) Idiotypic antigen（独特型抗原） TCR、BCR或Ig的V区所具有的独特的氨基酸序列和空间构象，可诱导自身产生相应的抗体。这些独特的氨基酸序列所组成的抗原表位称为独特型抗原（idiotypic antigen），简称独特型（idiotype, Id）。Id所诱生的抗体称为抗独特型抗体（anti-idiotype antibody, AId）。AId的V区也具有独特型，又可诱导机体产生相应的抗独特型抗体。因此，体内形成独特型-抗独特型网络，调节免疫应答。 （详见免疫调节）,2.根据抗原诱导体液免疫应答是否需要Th 细胞辅助分类 * 胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen, TD-Ag）：活化B细胞必须Th细胞的辅助 由B细胞表位和T细胞表位组成，绝大多数蛋白质抗原属此类。 *胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen, TI-Ag）：活化B细胞无需Th细胞辅助。 只含有B细胞表位，不含有T细胞表位，可分为TI-1Ag和TI-2Ag两类。TI-1Ag同时带有B细胞表位和丝裂原成分； TI-2Ag由相同的、呈线性排列、重复的B细胞表位组成。,TD抗原与TI抗原引起体液免疫的机制不同,TD与TI抗原的比较,3. According to produced in APC or not Exogenous antigen（外源性抗原）: 来自于APC外的抗原 Extracellular pathogens and proteins. e.g. some parasite, Leishmania bacteria. Endogenous antigen（内源性抗原） : 来自于APC内的抗原 Introcellular antigens e.g. peptides derived from virus/tumor protein.,第七讲 APC与抗原提呈 第九讲 T细胞介导的细胞免疫,1. Concepts 2. Immunologic properties of antigen 3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性） 4. Specificity and cross reaction of antigen（交叉反应） 5. Classification of antigen 6. Adjuvant 7. Superantigen（超抗原） 8. Mitogen（有丝分裂原）,Outline,佐 剂,某些物质预先或与抗原同时注入体内，可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答的类型，此类物质被称为佐剂（adjuvant）。 佐剂的作用 增强抗原的免疫原性；增强机体对抗原刺激的反应性；改变抗体类型；引起或增强迟发性超敏反应。,佐剂的类型 1. 油性佐剂：石蜡、花生油 Complete Fruends adjuvant (CEA) 弗氏完全佐剂 Incomplete fruends adjuvant (IEA) 弗氏不完全佐剂 2. 矿物盐佐剂：氢氧化铝AL(OH)3; 3. 合成佐剂：双链多聚核苷酸 多聚肌苷酸、多聚腺苷酸、脂质体等。,佐剂作用的机制 改变抗原物理性状，增加抗原在体内的潴留时间 通过刺激单核-巨噬细胞，增加对抗原的处理和提呈 刺激淋巴细胞的增殖分化，增强和扩大免疫应答的能力,1. Concepts 2. Immunologic properties of antigen 3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性） 4. Specificity and cross reaction of antigen（交叉反应） 5. Classification of antigen 6. Adjuvant 7. Superantigen（超抗原） 8. Mitogen（有丝分裂原）,Outline,超抗原(superantigen, SAg),单克隆T细胞应答 1:104 - 1:105,超抗原,* 一类由细菌外毒素和逆转录病毒蛋白构成的抗原，能与多数T细胞结合并为T细胞活化提供信号，极微量蛋白可活化多克隆T细胞，产生很强的刺激效果，故称为超抗原。,* 无须抗原加工与递呈 * 形成TCR V-超抗原-MHC类分子复合物 *无MHC限制性,SAg与T细胞结合的特点,CDR: complementary determining region, 互补决定区,超抗原激活T细胞的特点,强大的刺激能力 无须抗原处理 超抗原的免疫识别位点分为两类：MHC结合位和TCRV区结合的T细胞表位 与T细胞相互作用无MHC限制性 超抗原不仅可激活T细胞，而且可能诱导T细胞的耐受,超抗原的种类,内源性：热休克蛋白，人类免疫缺陷病毒gp120等。 外源性：金黄色葡