免疫学抗原PPT课件.ppt

FreePowerpointTemplates,抗原,主要内容,一、抗原的概念和特性二、抗原的分子基础三、抗原的免疫特性四、抗原组学,第一节抗原的基本概念和特性一、抗原的概念,免疫学发展的早期,一、抗原的概念,随着免疫学研究的发展，已经证明：,除了微生物或毒素等物质，其他非自身的物质进入机体后，也能够诱发机体产生免疫应答。,现代免疫学认为：,凡能刺激机体免疫系统产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与其相应抗体或致敏淋巴细胞在体内或体外发生特异性反应的物质，统称为抗原。,二、抗原的特性,（1）免疫原性(immunogenicity)：是指一种物质免疫机体后能促使机体产生抗体或者致敏淋巴细胞产生免疫应答的特性。具有这种特性的物质称为免疫原(immunogen)。（2）特异反应性(specificreactivity)：是指一种物质（抗原）能与抗体或致敏淋巴细胞特异性结合的特性，又称反应原性。,免疫原性：诱导机体产生抗体或致敏淋巴细胞产生免疫应答。,反应原性：抗原分子与免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）发生特异性结合。,三、完全抗原与半抗原完全抗原（completeantigen)具有免疫原性和反应原性的物质。半抗原（hapten，又称不完全抗原incompleteantigen）无免疫原性，只有反应原性的物质。载体（carrier）赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。半抗原+蛋白质（载体）完全抗原,半抗原：只有反应原性，没有免疫原性的小分子物质。,载体：赋予半抗原免疫原性的大分子物质。,半抗原+载体=完全抗原,天然抗原人工抗原合成抗原,根据抗原的来源，分类如下,四、普通抗原的类别,天然抗原：指天然的生物、细胞、及天然的生物产物，主要来自动物、植物、微生物。（1）细胞、细菌和病毒（2）蛋白质类抗原：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白。（3）糖类抗原（4）脂类抗原（5）核酸抗原,天然抗原可以根据抗原与宿主的亲缘关系的远近分为：,自身抗原(autoantigen)同种型抗原(isoantigen)异种抗原(xenoantigen),自身抗原(autoantigen)：能引起免疫应答的自身组织成分称为自身抗原。例如晶状体蛋白、脑组织等与淋巴细胞从未接触过的机体成分。,自身突变物质,同种型抗原(isoantigen)：抗原来自同种动物不同个体，这些个体在遗传上是不同的。此类物质最典型的例子就是人类的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,异种抗原(xenoantigen)：来自不同物种的抗原，但具有极为相似的抗原性。异嗜性抗原：这类抗原是指不同物种细胞表面所具有的相同抗原，由于这类抗原是Forssman发现的，所以又称Forssman抗原。这种类型的抗原在临床上可能会引起某些疾病。,豚鼠脏器制成细胞悬液,产生抗体,绵羊红细胞,发生特异性抗原抗体反应,豚鼠脏器细胞表面与绵羊红细胞表面具有相同的抗原分子,2.人工抗原：经过人工化学改造的天然抗原。例如三硝基酚（TNP）、二硝基酚（DNP）、苯砷酸等都是常用的半抗原，用于制备人工抗原DNP蛋白、碘化蛋白等。3.合成抗原：化学合成的分子。（见表21）近10多年来利用合成的直链和支链的聚合体及氨基酸的共聚体，对于了解免疫原性的分子基础作出了很大的贡献。,五、超抗原(superantigen,SAg)超抗原：指能与多数Tcell结合，只需极少剂量即可诱导最大免疫效应的抗原。1989年White提出超抗原的概念。他发现某些细菌或病毒的产物可以使很高比例的T细胞激活，他将这类抗原称为超抗原。一般的抗原只能激活外周血中0.0010.01%的T细胞，而超抗原可使225%的T细胞激活。,单细胞克隆应答1:104-1:105,超抗原,1）外源性超抗原：主要为细菌的代谢产物，如：金黄色葡萄球菌肠毒素AE，A族链球菌M蛋白，致热外毒素A-C，关节炎支原体丝裂原，小肠结肠类耶氏菌膜蛋白等。2）内源性超抗原：主要为逆转录病毒产物。如：病毒DNA与宿主DNA整合，表达的病毒蛋白质产物。,SAg的种类：,SAg的生物学意义：有助于阐明某些免疫现象和疾病过程的机制与本质。,1、毒性作用：如葡糖球菌肠毒素感染所致的休克2、自身免疫病3、继发性免疫抑制4、免疫稳定,第二节抗原的分子基础,一、抗原的理化性质,1.化学组成蛋白质抗原免疫原性强;糖蛋白、脂蛋白、核蛋白有较强免疫原性；脂类、核酸免疫原性很弱；2.分子量大小分子量10000dal免疫原性强；分子量多电荷的环状的直链的聚合的单体的颗粒性的可溶性的,二、抗原的特异性和抗原决定簇,抗原进入机体只能激发特异的淋巴细胞分化增殖，产生的抗体或致敏淋巴细胞只针对与相应的抗原反应，这种性质称为抗原的特异性。,抗原特异性表现在2个方面：免疫原性的特异性；反应原性的特异性。,抗原特异性的物质基础是抗原分子中的抗原决定簇。,抗原决定簇Antigenicdeterminant,1、概念：位于抗原物质分子表面或着其他部位的具有一定组成和特殊结构的化学基团，也称抗原表位（epitope）。,2.抗原结合价：抗原分子表面能与抗体结合的决定簇总数抗原决定簇的性质、数量和空间构象决定了抗原的特异性。抗原结合价越高，抗原的抗原性也就越强。,3.性质：一个多肽决定簇含5-6个氨基酸残基；一个多糖决定簇含5-7个单糖；一个核酸半抗原决定簇含6-8个核苷酸,4.抗原的免疫优势：同一种免疫原分子上有许多抗原决定簇，它们诱发免疫应答的能力也是不同的，有的产生高效价的抗体，称为免疫优势决定簇，还有的不能诱导产生抗体，这种无效力的决定簇称为免疫静止决定簇。,按照抗原决定簇的结构可以分为两大类：顺序决定簇(sequentialepitope)：这类决定簇的功能基团取决于组成的氨基酸排列顺序，又称为连续决定簇(continuouseptiope)。结构决定簇(conformationaleptiope)：它是由不连续的氨基酸顺序片断经多肽的折叠卷曲而组合起来的功能基团，一般位于蛋白质的表面。,抗原决定簇的分类,图2-2一个抗体与一个连续型抗原表位和非连续性抗原表位的相互作用,线性表位和构像表位,按照决定簇在抗原分子中的位置分为：功能性决定簇：位于分子表面的表位易被BCR或抗体结合。隐蔽性决定簇：位于分子内部的不能与BCR或抗体结合的表位。,在免疫应答中，TCR和BCR所识别的抗原表位不同，分别称为T细胞表位和B细胞表位。T细胞表位B细胞表位,（3）按照识别决定簇的免疫细胞分为：T细胞表位和B细胞表位,蛋白质分子中被MHC分子呈递并被TCR识别的肽段称为T细胞表位（Tcellepitope）与蛋白质分子构象无关与肽段在蛋白质分子中的位置无关主要决定于肽段的氨基酸序列与宿主表达的MHC分子有关蛋白质变性对其活性并无影响,T细胞表位,抗原中被BCR和抗体分子所识别的部位称为B细胞表位（Bcellepitope）。抗原表面能够与抗体结合的最小单位B细胞表位是天然的，位于分子的表面或转折处，具有构象依赖性。为构象决定簇或顺序决定簇，是抗原分子的三级结构。抗原表位与抗体分子的抗原结合部位在形状上互补才能保证抗原与抗体的紧密结合。,B细胞表位,蛋白质结构与抗原决定簇的关系（1）蛋白质的一级结构只有顺序决定簇；（2）蛋白质的二级结构与抗原的反应性密切相关；（3）蛋白质的三级结构与抗原决定簇密切有关；（4）蛋白质的四级结构能提供更多新的结构决定簇。,决定抗原表位的因素,研究抗原表位的主要方法（1）计算机分析方法（2）化学合成多肽方法（3）生物学方法，以狂犬病毒蛋白抗原表位分析方法为例：,制备狂犬病毒N蛋白,制备N蛋白多肽片段,分析阳性片段的氨基酸序列,确定抗原表位,测定关键氨基酸,（4）用PVDF膜蛋白质抗原表位,第三节抗原的免疫特性,并不是什么物质都能够刺激机体产生免疫应答,一、抗原的外源性,是首要因素抗原大分子与所接触的机体的物质之间的理化性质的差异程度。1、异种物质如马血清，微生物，异种蛋白，破伤风抗毒素亲缘关系越远，抗原性越强2、同种异体物质如ABO血型物质，HLA3、自身物质如眼晶体蛋白，甲状腺蛋白，脑组织,影响抗原免疫原性的因素：,AB0血型,分子组成分子大小分子结构：有无侧链特殊氨基酸光学构型电荷及其他物理状态,二、抗原的理化特性,三.机体因素（1）遗传因素与免疫反应基团及其表达有密切关系；与MHC有密切关系；（2）与宿主本身的发育与生理状况有关。年龄、性别、健康状况,四、抗原进入机体的途径和剂量,具有免疫原性的物质进入机体后能否诱导免疫系统产生免疫应答，还受抗原的剂量、免疫的途径、免疫间隔的时间等多种因素的影响。,五、免疫佐剂adjuvant,佐剂是一类能够增强机体免疫应答的物质。先抗原或与抗原一起注入动物体内，可非特异性地增强机体对该抗原的特异性的免疫应答，或改变免疫应答类型。,使抗原暂存，逐步释放刺激淋巴细胞；能引起肉芽肿或炎症细胞；参与刺激淋巴细胞增值与分化。,佐剂有增强免疫应答的能力，主要表现在：,吸附作用：吸附抗原，使抗原便于被吞噬细胞吞噬；改变抗原的理化性质：起到增强抗原的免疫原性的作用；延长抗原在体内的滞留时间：使抗原形成抗原储存库，使抗原缓慢释放；增强吞噬细胞的吞噬活性，并可以诱导T、B细胞增殖。,佐剂的作用原理,无机佐剂：氢氧化铝、明矾等有机佐剂：微生物及其产物（卡介苗）合成佐剂：人工合成的双链双聚核苷酸混合佐剂：弗氏佐剂（Freundsadjuvant）弗氏不完全佐剂：石蜡油+羊毛脂+抗原弗氏完全佐剂：石蜡油+羊毛脂+抗原+灭活卡介苗,佐剂种类,半抗原（hapten）的免疫特性,一、半抗原的特点：1、（半抗原+载体）属于人工抗原2、本身不具有免疫原性，与某种载体偶联才表现免疫原性3、半抗原相当于一个抗原决定簇4、具有反应原性5、大多是不含蛋白质的低分子化合物和一些离子,半抗原是人工抗原,半抗原载体效应,载体效应：初次与再次免疫时，只有使半抗原结合在同一种载体上，才能产生抗半抗原的再次免疫应答，这种现象称为载体效应。,载体现象的发现进一步证明，T细胞表面的抗原受体主要和免疫原的载体相互作用，而B细胞表面的抗原受体则和完整抗原的半抗原决定簇相互作用,Mitchison等在70年代阐明了载体效应的细胞学基础：,半抗原-载体现象,它可解释为什么低分子量化合物与体内载体蛋白质分子结合诱发超敏性反应产生的药物过敏症。如苯胺类染料、镇静剂司眠脲、退热剂阿司匹林、氨基比林以及多种抗生素分解产物等是诱发药物过敏症的原因。,青霉素孢子,侵入,同血浆中的蛋白成分结合成完全抗原,使机体产生抗青霉素的抗血清,机体再次接触青霉素,发生严重的过敏反应,不同基团，同种基团的不同位置,半抗原的特异性,d、只有特异反应性而无免疫原性。,巩固练习,有关半抗原的叙述，正确的选项是：,（1）a、具有特异反应性与免疫原性；,b、无特异反应性与免疫原性，需与蛋白载体结合后方具有；,c、只有免疫原性而无特异反应性；,d、只有特异反应性而无免疫原性。,e、可刺激机体产生免疫反应。,巩固练习,有关半抗原的叙述，正确的选项是：,（2）a、大分子物质；,b、具有免疫原性和免疫反应性；,c、小分子物质，具有免疫反应性，在与蛋白质结合后才具有免疫原性；,d、具有免疫原性，但不能与相应抗体起反应；,c、小分子物质，具有免疫反应性，在与蛋白质结合后才具有免疫原性；,e、有佐剂作用。,巩固练习,有关半抗原的叙述，正确的选项是：,（3）a、有免疫原性，无免疫反应性；,b、可与抗体结合，但不一定出现可见反应；,c、动物血清对人来说是半抗原；,d、化学性质均为蛋白；,b、可与抗体结合，但不一定出现可见反应；,d、只诱发产生IgM。,有关半抗原的叙述，正确的选项是：,巩固练习,（4）a、具有抗原特异性；,b、刺激T细胞增生；,c、刺激B细胞增生；,（4）a、具有抗原特异性；,抗原的交叉性,一、交叉抗原不同抗原物质之间除了具有本身特异性抗原之外，还可能存在着共同的抗原决定簇。,如果两种不同的抗原之间存在相同的抗原决定簇，则将带有相同抗原决定簇的抗原称为交叉抗原或共同抗原。,拥有共同抗原在自然界是很常见的,二、交叉反应（Crossreaction）,一种抗体对具有共同抗原决定簇的两种不同抗原都能结合，产生免疫反应，称为交叉反应。,交叉反应可用于临床感染的诊断，如立克次体感染时，可用变形杆菌抗原代替立克次体抗原检测体内相应的抗体(即外斐反应)。,交叉反应,第四节抗原组学,基因组学：研究生物体基因组的组成、结构与功能的学科。蛋白质组学：它在本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。抗原组是指所有编码的病原生物的抗原蛋白阵列。鉴定病原生物的全部抗原上的抗体结合表位就是抗原组学，也称抗原表位组学。,疫苗：是指为了预防、控制传染病的发生、流行，用于人体