食品免疫学 抗原.ppt

第三章抗原 概念 抗原 Antigen Ag 是一类能刺激机体免疫系统 使之产生特异性免疫应答 并能与相应的抗原和 或效应细胞在体内发生特异反应的物质 一句话 抗原就是异物 抗原的两个基本特性 免疫原性 immuogenicity 指抗原刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力免疫反应性 immunoreactivity 或抗原性指抗原能与相应免疫应答产物 抗体或致敏淋巴细胞 发生特异性结合的特性 完全抗原 半抗原 完全抗原与半抗原 载体 同时具有上述两种特性的物质称为完全抗原 如大多数的蛋白质和各类病原微生物仅具备免疫反应性 抗原性 的物质称为半抗原 hapten 如各种化学药物等小分子化合物 半抗原若与蛋白质载体交联或结合也可称为完全抗原 完全抗原和半抗原 完全抗原 completeantigen 大多数的蛋白质抗原半抗原 incompleteantigen 能与特异性抗体起反应 但本身不诱发抗体的形成的物质 食品中的非蛋白质活性物质 功能因子 绝大多数寡糖 所有的脂类及一些农药均属半抗原 二 抗原的理化与分类 1 分子量大小抗原分子量一般为 10KD 且分子量越大 免疫原性越强2 化学组成芳香族氨基酸 明胶3 抗原表位的易接近性抗原决定基是否易被淋巴细胞抗原受体所接近4 物理形状颗粒抗原强于可溶性抗原 1 异物性 foreignness 异种物质同种异体物质 ABO血型抗原 MHC自身变异成分或隐蔽成分暴露 凡胚胎时期未与免疫活性细胞接触过的自身成分也具有免疫原性 1 异物性 在胚胎期未与淋巴细胞充分接触过的物质 即凡与宿主自身成分不同或从未与特异性淋巴细胞接触过的物质异物性的程度取决于其与机体的亲缘关系1967年 国内流行的 鸡血针 2000年左右流行的 羊胎素注射美容 打鸡血 2 分子大小 分子质量越大 免疫原性越强3 化学结构与组成4 分子构象与易接近性5 物理状态6 抗原的完整性 二 抗原的分类 1 依据抗原诱生抗体对T细胞的依赖性胸腺依赖性抗原 TDAg 此类抗原含T细胞表位和B细胞表位 刺激机体产生抗体依赖于T细胞的辅助绝大多数蛋白质抗原属于TD抗原 如病原微生物 血细胞 血清蛋白等非胸腺依赖性抗原 TIAg 此类抗原刺激机体产生抗体无需T细胞辅助 TI抗原可分为两类 TI 1抗原 具有多克隆B细胞激活作用 细菌脂多糖即为典型 TI 2抗原表面为多个重复表位 如肺炎链球菌荚膜多糖 聚合鞭毛素等 只能刺激成熟B细胞 2 根据抗原来源分类 天然抗原人工抗原合成抗原 1 天然抗原 细胞 细菌和病毒蛋白质多糖类抗原脂类抗原 多为半抗原 核酸抗原 多为半抗原 天然抗原根据与宿主的亲缘关系远近可分为 异种抗原来自不同种属的抗原 打鸡血 羊胎素同种异性抗原同一种属不同个体间所具有的特异性抗原 如人类血型自身抗原嗜异性抗原又称Forssman抗原 指一类与种属无关 存在于人 动物及微生物之间的共同抗原 羊胎素 一个国家的神话 2015年3月末 瑞士联邦卫生部和药物监管局发布联合公报说 瑞士医院及私人诊所长期推出的活细胞疗法 羊胎素 受到中国 俄罗斯和中东旅客青睐 但此类疗法使用的产品未经许可并构成严重的健康风险 瑞士医药监管机构强调 截至目前从未批准任何使用活细胞疗法的产品许可或其他相关许可 相反这些监管部门警告 活细胞疗法引发的健康风险包括过敏症 人体注射处形成脓肿甚至导致败血症 动物病原体感染以及引发风湿等自身免疫疾病 瑞士药物监管局新闻发言人彼得 巴尔兹利表示 特定情况下 接受活细胞疗法后甚至出现死亡病例 截至目前 至少有两起因此导致的死亡事件在德国登记在册 斯琴高娃代言的羊胎素疗法诊所 人工抗原借助基因重组和化学合成而获得的抗原基因重组疫苗 合成肽疫苗合成抗原 主要是人工合成的具有支链或直链氨基酸多聚体超抗原 四 其他分类方法 根据抗原的两个基本特性可分为完全抗原和半抗原根据TD抗原是否由抗原提呈细胞所摄取分为外源性抗原和内源性抗原根据抗原诱导免疫应答的性质可分为移植抗原 肿瘤抗原 微生物抗原 引起超敏反应的变应原或过敏原 诱导免疫耐受的耐受原等根据抗原的理化性质可分为颗粒性抗原 可溶性抗原 蛋白抗原 多糖抗原及多肽抗原等 第二节抗原的免疫特性 抗原的特异性是指抗原诱导机体产生应答及与应答产物发生反应均具有专一性 特定抗原只能刺激机体产生特异性抗原活致敏淋巴细胞 且仅能与该特异性抗体或淋巴细胞结合特异性是免疫应答最基本的特点 也是免疫学防治的理论基础 一 决定抗原特异性的分子结构基础 抗原决定基概念抗原分子中决定抗原特异性的基本结构或化学基团称之 是TCR BCR及抗体特异性结合的基本单位 也称为表位 epitope 通常由5 15个氨基酸残基 5 7多糖残基或氨基酸组成 表位的数量称为抗原的价 大多数的抗原均为多价抗原决定基的性质 位置 空间构象以及旋光异构等因素均可影响抗原特异性 2 抗原决定簇的类型 构象决定簇 构象表位 顺序决定簇 线性表位 T细胞仅识别由抗原提呈细胞加工提呈的线性表位 而B细胞可识别线性或构象型表位 B细胞表位多位于抗原表面 可直接刺激B细胞 T细胞表位可存在于抗原物质的任何部位 其被T细胞识别的前体是须经抗原提呈细胞加工于提呈 典型B细胞表位 降解 B T B 激活 T细胞表位与B细胞表位特征比较 三 抗原的结合价 antigenicvalence 抗原的结合价知抗原分子表面能与抗体分子结合的抗原决定簇的总数大多数天然分子是多价抗原半抗原只能和抗体结合部位结合 是单价抗原 如肺炎链球菌荚膜多糖 某些空间效应的干扰也会使得蛋白质大分子的多个抗原决定簇无法与抗体结合 三 抗原的类属性 交叉性 某种特定抗原不仅可与其诱导产生抗体或致敏淋巴细胞结合或相互作用 还可与其他抗原诱生的抗体或致敏淋巴细胞发生反应 称之交叉抗原交叉抗原与其他抗原所诱生抗体 免疫细胞结合或相互作用被称为交叉反应 二 半抗原的免疫特征 半抗原 hapten 的特点 必须与载体偶联才能表现免疫原性 相当于一个抗原决定簇 载体效应 carriereffect 交叉抗原 第三节感染性抗原 细菌1 菌体抗原2 鞭毛抗原和菌毛抗原3 表面抗原4 细菌毒素5 细菌保护性抗原 细菌细胞的基本结构 平面模式图 细菌的基本结构 细胞壁 细胞膜 细胞质 核质细菌的特殊结构 荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞 1 菌体抗原 somaticantigen 革兰阳性菌磷壁酸 teichoicacid 壁磷壁酸膜磷壁酸特殊蛋白 A蛋白 M蛋白 革兰氏阴性菌的细胞壁结构较复杂 分内壁层和外壁层 1 菌体抗原 somaticantigen 普通菌毛 细菌的粘附结构 与宿主细胞表面特异性受体结合 与致病性密切相关 性菌毛 接合 毒力 耐药性等性状的遗传物质传递 2 鞭毛抗原 H抗原 和菌毛抗原 单生鞭毛 伤寒杆菌周生鞭毛 丛生鞭毛 3 表面抗原 荚膜抗原 肺炎球菌 炭疽杆菌表层的荚膜Vi抗原 伤寒沙门菌的表面抗原 化学成分为糖脂K抗原 大肠杆菌细胞壁外层 多糖 4 细菌毒素 内毒素与外毒素的比较 ETEC不耐热肠毒素霍乱肠毒素破伤风痉挛毒素肉毒毒素 A 活性亚单位B 结合亚单位可提纯制疫苗 外毒素 分子结构 A B模式 外毒素种类 神经毒素破伤风痉挛毒素 肉毒毒素细胞毒素白喉毒素 葡萄球菌表皮剥脱毒素 葡萄球菌毒性休克综合征毒素 A群链球菌致热外毒素肠毒素霍乱肠毒素 ETEC肠毒素 产气荚膜梭菌肠毒素 葡萄球菌肠毒素 内毒素内毒素特指革兰氏阴性菌外膜中的脂多糖 LPS 成分 细菌在死亡后破裂或用人工方法裂解菌体后才释放 革兰氏阳性菌细胞壁中的脂磷壁酸 LTA 具有LPS的绝大多数活性 但无致热功能 螺旋体 衣原体 立克次体亦含有LPS 内毒素毒性作用 发热反应白细胞反应内毒素血症与内毒素休克弥散性血管内凝血 二 病毒 病毒是一类以核酸 DNA或RNA 为核心 具有蛋白质外壳 只能在细胞内增值的非细胞结构的生命单位 按其感染宿主可分为动物病毒 植物病毒与细菌病毒 噬菌体 乙肝病毒 流感病毒 葡萄球菌 1000nm 牛痘病毒300 250nm A B C D E F G 立克次体450nm 衣原体390nm A 大肠杆菌噬菌体 65 95nm B 腺病毒 70nm C 脊髓灰质炎病毒 30nm D 乙脑病毒 40nm E 蛋白分子 10nm F 流感病毒 100nm G 烟草花叶病毒 StructureandClassificationHelixPolyhedralSphericalBacteriophage 烟草花叶病毒 腺病毒 流感病毒 T4噬菌体 1 病毒体结构模式 壳粒 衣壳 核心 核样物 核衣壳 包膜 包膜病毒 包膜子粒 2 病毒的抗原性 病毒既能致病 又具有抗原性 诱导机体产生免疫应答 病毒的抗原性主要指病毒自身蛋白的抗原性 可分为与病毒自身抗原和与感染细胞后产生的抗原两大类 病毒自身抗原感染细胞后产生的抗原 流感病毒的表面结构 血凝素 HA 柱状 为三聚体 它基本上以相同的间距覆盖了病毒的全部表面HA1 病毒吸附 HA2 核衣壳释放 保护性抗原 血凝抑制抗体 保护性抗体 神经氨酸酶 NA 四个亚单位组成的四聚体 并不平均分布在病毒表面 而是聚合成群 与病毒释放有关 2 流感病毒的分型与抗原变异 分型据核糖体蛋白 RNP 和M蛋白抗原性分 甲 乙 丙三型甲型根据HA和NA抗原性不同 再区分为若干亚型 H1 H15 N1 N9 乙型 丙型至今未发现亚型命名 型别 宿主 分离地点 病毒株 序号 分离年代 HA与NA亚型号 A HongKong 1 68 H3N2 流感病毒的复制 病毒侵入遗传物质的释放病毒的复制与病毒蛋白的合成病毒的装配出芽 第四节超抗原和免疫佐剂 普通抗原一般抗原只能与少数抗原特异性T细胞结合并使之活化超抗原 SAg 一种特殊的抗原性物质 在及其低浓度下 1 10ng ml 可激活大量的T细胞克隆 总T细胞库中2 20 的T细胞 或B细胞 并产生极强的免疫应答 分为外源性超抗原 细菌型 和内源性超抗原 病毒型 两种类型 迄今已发现的超抗原包括金黄色葡萄球菌肠毒素A E 表皮剥脱毒素 关节炎支原体丝裂原 小肠结肠耶氏菌膜蛋白及小鼠逆转录病毒的蛋白产物等 2 超抗原的作用特点 无须抗原加工处理 即可刺激淋巴增殖活化 其作用无MHC限制性 SAg以完整蛋白质分子的形式发挥作用 其一端直接与抗原提呈细胞表面MHC 类分子抗原结合凹槽外侧结合 另一端与TCR的V 区结合 所诱导的T细胞应答 其效应并非仅针对超抗原本身 而是通过分泌大量细胞因子参与某些病理生理过程 3 超抗原的生物学意义 毒性作用及诱导炎症反应由于超抗原多为病原微生物代谢产物 可大量激活T细胞并诱导炎症细胞因子产生 从而引起休克自身免疫病超抗原可通过激活体内可能存在的自身反应性T细胞而导致自身疾病免疫抑制和免疫耐受受超抗原刺激而国都增殖的大量T细胞 可被清除或功能上出现超限抑制 从而导致微生物感染后的免疫抑制抗肿瘤 其他抗原 丝裂原变应原 其他抗原 丝裂原 mitogen亦称有丝分裂原 可与淋巴细胞表面相应受体结合 使细胞发生有丝分裂并增殖 在体外试验中 丝裂原可使静止的淋巴细胞体积增大 胞浆增多 DNA合成增加 出现淋巴母细胞化即淋巴细胞转化和有丝分裂 作用于人和小鼠T B淋巴细胞的重要丝裂原 型超敏反应发生机制 一 参与成分1 变应原引起 型超敏反应的变应原多为水溶性小分子物质 分子量为10 40KD 吸入型变应原在低剂量时 5 10ng 天 如花粉颗粒 尘螨及其排泄物 真菌 动物皮屑或羽毛等 食物性变应原则在高剂量 10 100g 天 才诱发反应 如牛奶 鸡蛋 鱼 虾蟹等食物 化学药物与组织蛋白结合后变为变应原而诱发反应 如青霉素 链霉素 磺胺 水杨酸盐 麻醉药物 有机碘等 DustMite 某些药物或化学物质吸入性变应原食物变应原酶类物质 变应原 二 免疫佐剂 佐剂 adjuvant 属非特异性免疫增强剂 当其与抗原同时或预先注入体内 可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答的类型 1 佐剂的种类 化合物包括氢氧化铝 明矾 矿物油 弗氏佐剂 人工合成的多聚肌苷酸 胞苷酸 polyI C 脂质体以及免疫刺激复合物等生物制剂 经处理或改造的细菌及其代谢产物 如卡介苗 短小棒状杆菌 百日咳杆菌 以及霍乱毒素B亚单位 革兰阴性菌细胞壁成分脂多糖 LPS 和类脂A 源于分枝杆菌的胞壁酰二肽等 细胞因子及热休克蛋白等 2 生物制剂 包括 经处理或改造的细菌及其代谢产物 如卡介苗 短小棒状杆菌 百日咳杆菌 以及霍乱毒素B亚单位 革兰阴性菌细胞壁成分脂多糖 LPS 和类脂A 源于分支杆菌的胞壁酰二肽等 细胞因子及热休克蛋白 二 佐剂的作用机制 改变抗原的物理状态 延缓抗原降解和排除 从而更有效地刺激免疫系统刺激但和 巨噬细胞系统 增强其处理和提呈抗原的能力刺激淋巴细胞增殖和分化 三 佐剂的应用