执业兽医资格考试免疫学抗原与抗体.ppt

第九单元抗原与抗体,南京农业大学张炜,第节抗原与免疫原的概念,抗原与抗原性的概念影响抗原免疫原性的因素抗原决定簇抗原的交叉性抗原的分类重要的抗原佐剂,一、抗原与抗原性,抗原凡能刺激机体产生抗体和效应性淋巴细胞并能与之结合引起特异性免疫反应的物质称为抗原（antigen）,抗原性抗原分子具有抗原性（antigenicity）,包括免疫原性与反应原性两个方面的含义。免疫原性（immunogenicity）：即抗原能刺激特定的免疫细胞，使之活化、增殖、分化和产生免疫效应物质（抗体和效应淋巴细胞）的特性反应原性（immunoreactivity）:即抗原能与相应的免疫效应特质（抗体和效应淋巴细胞）特异性结合，产生免疫反应的特征,二、影响免疫原性的因素,抗原分子的特性异源性；分子大小；化学组成与结构；物理状态；对抗原加工和递呈的易感性宿主生物系统不同呼吸系统，不同个性，年龄，性别，健康状态免疫剂量及途径免疫剂量，接种途径，接种次数及免疫佐剂等,三、抗原决定簇,表位的概念抗原表位（epitope）:是存在于抗原分子的表面、决定抗原特异性的特殊化学基团。又称抗原决定簇（antigendeterminant),表位的大小蛋白质表位一般由5-7个氨基酸残基组成多糖抗原由5、6个多糖残基组成；核酸抗原的表位由5-8个核苷酸残基组成,表位的数量抗原分子抗原表位的数目称为抗原价（antigenicvalence）；多个抗原表位的抗原称多价抗原；一个表位的称单价抗原，如简单半抗原。,构象表位和顺序表位抗原分子中由分子基团特定的空间构象形成的表位（conformationalepitope），又称不连续表位（discontinuousepitope）抗原分子中直接由分子基团的一级结构序列（如氨基酸序列）决定的表位称为顺序表位（sequentialepitope），又称为连续性表位（continuousepitope）,T细胞表位和B细胞表位在免疫应答过程中，B细胞抗原受体（Bcellreceptor,BCR）和T细胞抗原受体（Tcellreceptor,TCR）所识别的表位具有不同的特点，分别被称为B细胞表位和T细胞表位。,第节抗原的交叉性,自然界中存在着无数多的抗原物质，不同的物质之间可能存在共同的抗原表位，这种现象称为抗原的交叉性，这些共有的抗原组成表位就称为共同抗原（commonantigen）。,第节抗原的分类,抗原性质分类完全抗原和不完全抗原（即半抗原）完全抗原既具有免疫原性又有反应原性的物质半抗原只具有反应原性而缺乏免疫原性的物质,抗原加入和递呈关系分类外源性抗原通过吞饮或吞噬等作用被APC从细胞基质外摄入的蛋白质抗原，如细菌和某些可溶性蛋白等内源性抗原在细胞内合成的抗原，如病毒感染细胞所合成的病毒抗原等,根据抗原来源分类异种抗原同种异型抗原自身抗原异嗜性抗原,对细胞的依赖性分类胸腺依赖性抗原，抗原非胸腺依赖性抗原，TI抗原,根据化学性质分类蛋白质、脂蛋白、糖蛋白、脂质、多糖、脂多糖和核酸抗原等。,第节重要的抗原,微生物抗原细菌的抗原菌体抗原鞭毛抗原荚膜抗原菌毛抗原表面蛋白、分泌蛋白,病毒抗原病毒表面抗原病毒衣壳抗原核蛋白抗原,真菌抗原：一般形成的抗体没有保护作用寄生虫抗原保护性抗原：能刺激机体产生中和抗体的抗原,超抗原是指一类只需极低浓度（1-10ng/ml）既可激活大量的T细胞（2%20%某些亚型T细胞克隆）活化，产生极强的免疫应答的抗原因子非微生物抗原人工合成抗原,第节佐剂,一种物质先于抗原或与抗原同时注入动手体内，能非特异性地改变或增强对该抗原的特异性免疫应答，发挥辅助作用，这类物质统称为免疫佐剂（immunoadjuvant）简称佐剂（adjuvant）,佐剂的种类不溶性铝盐类胶体佐剂油水佐剂微生物及其代谢产物佐剂核酸及其类似物佐剂免疫刺激复合物佐剂脂质体蜂胶佐剂,第2节免疫球蛋白与抗体,一、免疫球蛋白与抗体的概念,免疫球蛋白的概念免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)是指存在于人和动物血液（血清）、组织液及其他外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白,抗体的概念,动物机体受到抗原物质刺激后，由淋巴细胞转化为浆细胞产生的，能与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白，这类免疫球蛋白称为抗体(antibody),抗体与免疫球蛋白的区别,免疫球蛋白是化学结构上的概念抗体是生物学功能上的概念抗体都是免疫球蛋白并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性,Ig的基本结构：四条对称的多肽链构成的单体包括两条相同的分子量较大的重链和两条相同的分子量较小的轻链重链和轻链均分为可变区和恒定区,二、抗体的基本结构,轻链,可分为链及链两种同一单体中两条轻链是相同功能区:可变区(VL):超变区及抗体互补决定区恒定区(CL),重链（heavychain),根据重链特性的不同，可将其分为、五种。据此将免疫球蛋白分为五类。,绞链区的作用,CH1与CH2之间存在有绞链区，对木瓜酶及蛋白酶敏感，具有很好的弹性，可以自由展开至180度。,免疫球蛋白的特殊结构,连接链（joiningchain,链），IgM和Ig中含有分泌成分（secretarycomponent,）Ig特有的成分糖类免疫球蛋白是含糖量相当高蛋白质，特别是IgM和Ig,三、免疫球蛋白的种类与抗原决定簇,免疫球蛋白的种类免疫球蛋白可分为类、亚类、型、亚型等。,（一）类免疫球蛋白类（class）的区分是依据其重链区的理化特性及抗原性的差异，在同种系所有个体内的免疫球蛋白可分为Ig、Ig、Ig、Ig和Ig,重链分别为、和，因此重链决定免疫球蛋白的种类。,IgIgIgIgIg,（二）、免疫球蛋白的抗原决定簇,免疫球蛋白是蛋白质，因此其本身可作为免疫原诱导产生抗体。一种动物的免疫球蛋白对另一种动物而言是良好的抗原。免疫球蛋白不仅在异种动物之间具有抗原性，而且在同一种属动物不同个体之间，以及自身体内同样是一种抗原物质。免疫球蛋白分子的抗原决定簇（表位）分为同种型决定簇、同种异型决定簇和独特型决定簇。,四、各类免疫球蛋白的主要特性与免疫学功能,IgGIgG是人和动物血清中含量最高的免疫球蛋白，占血清免疫球蛋白总量的75%-80%IgG主要由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生IgG是动物自然感染和人工主动免疫后，机体所产生的主要抗体，也是血清学诊断和疫苗免疫后监测的主要抗体IgG是唯一可通过胎盘的抗体，因此在新生儿的抗感染中起着十分重要的作用,IgM,IgM是动物初次体液免疫反应最早产生的免疫球蛋白，其储量仅占血清免疫球蛋白的10%左右，主要由脾脏和淋巴结中B细胞产生，分布于血液中。IgM是由5个单体分子组成的五聚体，单体之间由J链连接在抗感染免疫的早期起着十分重要的作用，也可通过检测IgM抗体进行疫病的血清学早期诊断,IgA,IgA以单体和二聚体两种分子形式存在，单体存在于血清中，称为血清型IgA，占血清免疫球蛋白的10%-20%由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等部位的黏膜固有层中的浆细胞所产生的。两个单体由J链连接在一起分泌型IgA对机体呼吸道、消化道等局部免疫起着相当重要的作用，特别是对于一些经黏膜途径感染的病原微生物，动物机体的这种黏膜免疫功能就显得十分重要。,StructureSerum-monomerSecretions(sIgA)Dimer(11S)JchainSecretorycomponent,IgE,IgE以单体分子形式存在，其重链比链多一个功能区（CH4）,此区是与细胞结合的部位。IgE由呼吸道和消化道黏膜固有层的浆细胞产生的IgE是一种亲细胞性的抗体，IgE易于与皮肤组织、肥大细胞、血液中的嗜碱性粒细胞和血管内皮细胞结合。结合在肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的IgE与抗原结合后，能引起这些细胞脱粒，释放组织胺等活性介质，从而引起I型过敏反应。IgE在抗寄生虫感染中具有重要的作用。,五、多克隆抗体,采用传统的免疫方法，将抗原物质经不同途径注入动物体内，经数次免疫后采取动物血液，分离出血清，由此获得的抗血清即为多克隆抗体（polyclonalantibody,PcAb）针对同一抗原决定簇的抗体仍是由不同B细胞克隆产生的不同质的抗体组成。,多克隆抗体制备的步骤,抗原制备,免疫动物,采血,收集血清,六、单克隆抗体,单克隆抗体是指由一个B细胞分化增殖的子代细胞（浆细胞）产生的针对单一抗原决定簇的抗体。这种抗体的重链、轻链及其V区独特型的特异型性、亲和力、生物学性状及分子结构均完全相同。这种杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞无限繁殖的特性，又具有B细胞分泌特异性抗体的能力，由克隆化的B细胞杂交瘤所产生的抗体即为单克隆抗体（monoclonalantibody,McAb）,杂交瘤细胞产生单克隆抗体示意图,第3节免疫系统,免疫器官的组成及功能免疫细胞的分类及生物学功能免疫分子的组成补体系统的概念、组成和激活后效应,骨髓,胸腺,腔上囊,淋巴结,脾脏,哈德氏腺,黏膜相关淋巴组织,T，B淋巴细胞,自然杀伤性细胞和杀伤细胞,辅佐细胞,粒细胞和肥大细胞,细胞因子,补体,抗体,中枢免疫器官,外周免疫器官,免疫器官,免疫细胞,免疫系统,免疫分子,一、免疫器官的组成及功能,机体执行免疫功能的组织结构称为免疫器官（immuneorgan）它们是淋巴细胞和其他免疫细胞发生、分化成熟、定居和增殖以及产生免疫应答的场所。根据其功能的不同分为中枢免疫器官和外周免疫器官,（一）、中枢免疫器官,中枢免疫器官（centralimmuneorgan）又称初级免疫器官（primaryimmuneorgan）,是淋巴细胞等免疫细胞发生、分化和成熟的场所包括骨髓、胸腺、法氏囊。,1.骨髓（bonemarrow）,各种血细胞发生和分化的场所B细胞、NK细胞分化成熟的场所,血细胞和免疫细胞发生和分化,骨髓中的造血干细胞（hematopoieticstemcells）首先分化成髓样干细胞和淋巴干细胞，髓样干细胞进一步分化成红细胞系、单核细胞系、粒细胞系和巨核细胞系；,淋巴干细胞则发育为各种淋巴细胞的前体细胞，一部分随血流进入胸腺发育成熟为胸腺依赖性淋巴细胞（thymusdependentlymphocytes）简称T细胞。另一部分前体细胞在骨髓内继续发育成熟为骨髓依赖性淋巴细胞（bonemarrowdependentlymphocytes）,鸟类进入腔上囊发育成为囊依赖性淋巴细胞（bursadependentlymphocytes）均简称为B细胞,2.胸腺,胸腺是T细胞分化成熟的中枢免疫器官,3.腔上囊,腔上囊也称为法氏囊（bursaofFabricius）,是鸟类泄殖腔侧的囊状组织，结构与胸腺相似。鸡为球形椭圆状囊，鹅、鸭呈圆筒状从骨髓来的前B细胞在囊内微环境和囊激素作用下分化成熟为B细胞，经血流迁移到外周淋巴器官的非胸腺依赖区定居。,左:正常右:传染性法氏囊感染,（二）外周免疫器官,1.淋巴结（lymphnodes,LN）,过滤和清除异物侵入机体的致病菌等异物，通常随组织淋巴液进入淋巴结内，淋巴中的巨噬细胞能有效地吞噬和清除这些细菌等异物。产生免疫应答淋巴结的实质部分中的APC（抗原提呈细胞）将抗原处理后，提呈给T、B细胞并使之活化成致敏T细胞和浆细胞。,2.脾脏,血液滤过作用脾脏中的巨噬细胞可清除异物及衰老的血细胞等滞留淋巴细胞的作用增进免疫应答产生免疫应答T、B细胞在其中活化成致敏T细胞和浆细胞产生吞噬细胞增强激素,3.哈德氏腺,存在于禽类眼窝内的腺体在免疫雏鸡时，它对疫苗能产生应答反应，且不受母源抗体的干扰4.其它淋巴组织,二、免疫细胞的分类及功能,所有直接或间接参与免疫应答的细胞统称为免疫细胞(immunocyte)根据它们在免疫应答中的功能及其作用机体分为淋巴细胞和辅助细胞两大类,淋巴细胞按免疫功能不同，可分为T细胞、B细胞、NK细胞和杀伤细胞等。T细胞和B细胞分别负责细胞免疫和体液免疫称为免疫活性细胞（immunocompetentcells,ICC）单核吞噬细胞和树突状细胞，在免疫应答过程中起重要的辅佐作用，称免疫辅佐细胞，具有捕获和处理抗原以及能把抗原递呈给免疫活性细胞的功能。,（一）免疫活性细胞-T细胞和B细胞,1.T细胞T细胞即胸腺依赖淋巴细胞（thymusdependentlymphocyte）。源于骨髓的多能干细胞（胚胎期则来源于卵黄囊和肝）在胚胎期和初生期，骨髓中的一部分多能干细胞或前T细胞迁移到胸腺内，在胸腺激素的诱导下分化成熟，成为具有免疫活性的T细胞。成熟的T细胞经血流分布至外周免疫器官的胸腺依赖区定居，并可经淋巴管、外周血和组织液等进行再循环，发挥细胞免疫及免疫调节等功能。,2.B淋巴细胞B淋巴细胞来源于骨髓的多能干细胞。是由骨髓中的淋巴干细胞分化而来。在法氏囊/骨髓内发育生成，故又称囊依赖淋巴细胞/骨髓依赖性淋巴细胞成熟的B细胞经外周血迁出，进入脾脏、淋巴结，主要分布于脾小结、脾索及淋巴小结、淋巴索及消化道粘膜下的淋巴小结中，受抗原刺激后，分化增殖为浆细胞，合成抗体，发挥体液免疫的功能。,（二）NK细胞和K细胞,杀伤性淋巴细胞（killerlymphocyte）:简称为K细胞，占血液中淋巴细胞总数的57。K细胞膜上有Fc受体（抗体的受体），当抗体与靶细胞（抗原）结合时，K细胞以Fc受体与具有特异性抗体的Fc端相结合，使靶细胞迅速失去活性，而杀伤靶细胞。K细胞必须在抗体协助下才能具有免疫杀伤作用，所以K细胞又称抗体依赖性细胞毒细胞（antibodydependentcell-mediatedcytotoxiccell，ADCC）K细胞主要攻击比微生物大的靶细胞，可以是病毒感染的细胞，如慢性活动性肝炎中的肝细胞，由于这种细胞体积大，难以被吞噬，K细胞具有细胞外的杀伤作用，将它们清除,自然杀伤性淋巴细胞（naturalkillerlymphocyte）:简称NK细胞，占血中淋巴细胞总数的25NK细胞在人体内分布广泛，NK细胞是大淋巴细胞，平均直径为1215mNK细胞不需抗原激活，更不需抗体的协助，它可直接杀伤靶细胞，例如被病毒感染的细胞和肿瘤细胞，NK细胞的这种抗感染和抗肿瘤