免疫学第2章抗原ppt课件

第二章抗原Antigen 什么是抗原 什么物质可以作为抗原 抗原有哪些特性 主要内容 第一节抗原的基本概念和类别第二节抗原的分子基础第三节抗原的免疫特性第四节超抗原 丝裂原和佐剂 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 诱导免疫应答 免疫原性 Immunogenicity 特异性结合 反应原性 specificreactivity Ag的基本特性 这类抗原只具有抗原两个特性中的一个 反应原性 它虽然不能诱导机体产生特异性的抗体 但是它与一定的载体结合后 就可以诱导机体产生免疫应答 半抗原hapten 不完全抗原 天然抗原人工抗原合成抗原 根据抗原的来源 分类如下 三 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 2 人工抗原 经过人工化学改造的天然抗原 例如用三硝基酚 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2 1 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 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 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 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 A 他是奥地利人 但曾是五个国家的科学院院士 B 33岁时 发表了 论正常人血液的凝集现象 D 他是1930年诺贝尔生理学奖获得者 C 他是ABO血型的发现者 Landsteiner 血型鉴定 异种抗原 xenoantigen 来自异种动植物和微生物的抗原性物质 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 溶血性链球菌 机体产生抗溶血性链球菌的抗体 溶血性链球菌 肾小球基底膜细胞 心肌细胞 进入人体 在某些病原菌的表面具有同人类细胞表面相同的抗原 例如 溶血性链球菌的细胞壁成分同人肾小球基底膜细胞和心肌细胞具有相同的抗原分子 TD Ag 胸腺依赖性抗原 thymus dependentantigen TD Ag 指需在抗原提呈细胞参与及T细胞辅助下 才能刺激B细胞产生抗体的抗原性物质 由B表位和T表位组成 如 多数蛋白质抗原 TI Ag 胸腺非依赖性抗原 thymus independentantigen TI Ag 在刺激B细胞产生抗体时不需要T细胞辅助 由多个重复B表位组成 如 细菌脂多糖 聚合鞭毛素 根据诱生抗体时需否Th细胞参与而分类 TD Ag和TI Ag的比较 主要内容 第一节抗原的基本概念和类别第二节抗原的分子基础第三节抗原的免疫特性第四节超抗原 丝裂原和佐剂 一 抗原的化学性质1 分子组成构成抗原分子的物质有蛋白质 小分子的多肽 多糖 核酸等 其免疫原性大小为 蛋白质 多糖 核酸 2 分子大小具有很好免疫原性的分子的相对分子量一般大于10KD 而相对分子量小于4KD的一般不具有抗原性 一般来说大分子比小分子物质免疫原性强 3 分子结构1 分子结构中有侧链的物质比类似但无侧链的物质具有较强的免疫原性 2 某些特殊氨基酸在肽链中的位置对免疫原性有显著作用 图2 1聚 酪 谷 聚 DL 丙 L 赖氨酸的多链共聚物A 免疫原性 B 无免疫原性 谷氨酸 酪氨酸 3 光学构型对免疫原性的作用 L 氨基酸聚合体 D 氨基酸聚合体4 一定的物理性状低电荷的 多电荷的环状的 直链的聚合的 单体的颗粒性的 可溶性的 5 分子构象和易接近性 分子构象是指抗原分子中一些特殊化学基团的三维结构 它决定抗原分子是否能与淋巴细胞表面的抗原受体相互吻合 易接近性是指抗原分子的特殊化学基团与淋巴细胞表面相应的抗原受体相互接触的难易程度 6 完整性 具有一定理化性状的物质须经非消化道途径进入机体 包括注射 吸入 混入伤口等 并接触淋巴细胞 才能成为良好抗原 如果是口服后可被消化酶水解成胨 氨基酸 破坏了其结构 就丧失了免疫原性 二 抗原决定簇 antigendeterminant 抗原特异性的分子基础 什么是抗原决定簇 抗原决定簇 1 概念抗原决定簇 antigenicdeterminant AD 是指抗原中决定抗原特异性的特殊化学基团 又称为表位 epitope 表位的性质 数目和空间构象决定着抗原的特异性 抗原通过AD与相应淋巴细胞表面的抗原受体结合 激活淋巴细胞 引起免疫应答 2 种类和数量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 3 部位位于抗原表面的AD能直接被相应淋巴细胞所识别 称功能性决定簇 存在抗原分子内部的AD无激发免疫应答的功能 称隐蔽决定簇 只有经理化因素处理后 使之暴露可能成为新的功能决定簇 4 大小抗原决定簇的大小与相应抗体的抗原结合部位相当 一个蛋白质抗原决定簇含5 7个氨基酸残基一个多糖抗原决定簇含5 7个单糖一个核酸半抗原决定簇含6 8个核苷酸5 抗原结合价 antigenicvalence 是指能和抗体分子结合的抗原决定簇的总数 半抗原为一价天然抗原的分子结构复杂 分子表面有多个决定簇为多价 6 类型 1 构象决定簇 conformationaldeterminant 由空间构象形成的决定簇 序列上不连续 2 顺序决定簇 sequencedeterminant 又称线性决定簇 lineardeterminant 序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇 构象决定簇与线性决定簇 主要内容 第一节抗原的基本概念和类别第二节抗原的分子基础第三节抗原的免疫特性第四节超抗原 丝裂原和佐剂 异物性是作为抗原的首要条件 异物性物质 凡是化学结构与宿主成分不同的外来物质 或者在胚胎期机体的淋巴细胞从未接触过的物质均成为异物性物质 抗原与宿主在系统发育上距离越远 免疫原性强 一 抗原的外源性 二 抗原的特异性 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 抗原的特异性 1 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 2 抗原特异性是免疫应答最重要的特点 免疫学诊断与防治的理论依据 3 抗原特异性的物质基础是抗原分子中的抗原决定簇 二 抗原的特异性 三 半抗原 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 半抗原 载体效应 在免疫应答中 B细胞提呈载体表位给Th细胞 Th细胞活化后再辅助激活B细胞 即以载体把特异T B细胞连接起来 T B桥联 T细胞才能激活B细胞 称载体效应 在免疫应答中 B细胞识别半抗原 B细胞表位 T细胞识别载体表位 T细胞表位 载体效应 半抗原 载体概念极其重要 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 共同抗原 commonantigen 两种来源不同的抗原 除各有其主要的特异性抗原决定簇外 相互之间也存在部分相同的抗原决定簇 这种共有的抗原决定簇称为共同抗原 亲缘关系很近的生物之间存在的共同抗原称为类属抗原 无种属关系的生物之间存在的共同抗原称为异嗜性抗原 四 共同抗原 交叉反应 一种共同抗原刺激机体产生的抗体 可与其他含有共同抗原的物质发生结合反应 称为交叉反应 交叉反应 crossaction 伤寒杆菌 肠炎杆菌 人体 人体 抗体 抗体 交叉反应 主要内容 第一节抗原的基本概念和类别第二节抗原的分子基础第三节抗原的免疫特性第四节超抗原 丝裂原和佐剂 一 超抗原 superantigen SAg 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 0001 0 001 的T细胞 而超抗原可使2 25 的T细胞激活 单细胞克隆应答1 104 1 105 超抗原 SAg的作用特点 1 具有强激活T细胞 CD4 T细胞 作用 可刺激T细胞总数的5 20 2 不需APC处理 直接与MHC II类分子和TCR V 结合 3 不受MHC限制 同MHC II类分子结合 增加TCR与SAg的亲和力 4 可激活T细胞 又可致T细胞产生免疫耐受 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 T细胞的耐受诱导 二 丝裂原 mitogen 可致细胞发生有丝分裂 进而增殖的抗原 亦称有丝分裂原 1 概念 在体外实验中 能与T B细胞表面的相应受体结合 刺激静止的淋巴细胞转化为淋巴母细胞 表现出体积增大 胞浆增多 DNA合成增加或有丝分裂变化的物质称有丝分裂原 mitogen 2 种类 ConA PHA PWM LPS等 实践中常用淋巴细胞对丝裂原刺激的反应 来检测机体免疫系统的功能状态 如 用PHA或ConA刺激的增生反应来测定T细胞功能 用SPA的反应来测定人B细胞的功能 用PWM来测定机体体液免疫和细胞免疫功能 三 免疫佐剂adjuvant 佐剂是一类能够增强机体免疫应答的物质 先与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