第二章 抗原与抗体

第二章抗原与抗体 第一节抗原 Antigen Ag 一 概念二 构成免疫原的条件三 抗原决定簇四 抗原的交叉性五 抗原的分类六 重要的天然抗原七 佐剂 一 抗原与抗原性1 抗原 Antigen Ag 凡能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞 并能与之结合引起特异性免疫反应的物质称为抗原2 抗原性 1 免疫原性 是指抗原能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞的特性 2 反应原性 是指抗原与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生反应的特性 此特性又称为免疫反应性 二 完全抗原与半抗原1 完全抗原 既具有免疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原2 半抗原 只具有反应原性而缺乏免疫性的物质称为不完全抗原 亦称为半抗原 简单半抗原 既不能单独刺激机体产生抗体 在与相应抗体结合后也不能出现可见的反应 但能阻止该与相应的抗原结合 复合半抗原 不能单独刺激机体产生抗体 但在试管内可与相应抗体结合 在一定条件下可出现肉眼可见的反应 一 异源性1 异种物质2 同种异体物质 如血型抗原3 改变和隐蔽的自身物质 自身抗原 二 理化性状1 分子大小2 化学组成 分子结构和立体构象的复杂性3 物理状态 一 基本概念1 抗原决定簇 antigendeterminant 抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团称为抗原决定簇或抗原决定基 也称表位 epitopes 2 构象决定簇和顺序决定簇3 功能性决定簇和隐蔽的决定簇 二 抗原决定簇的性质及大小1 蛋白质性抗原决定簇 一般由4 7个氨基酸残基组成2 多糖性抗原决定簇 一般由5 6个单糖残基组成3 核酸性抗原决定簇 一般由5 8个核苷酸残基组成 三 抗原决定簇的数量每个抗原分子上抗原决定簇的数量称该抗原的抗原价1 单价抗原 是指只有一个抗原决定簇的抗原2 多价抗原 是指含有多个抗原决定簇的抗原3 单特异性决定簇 抗原分子只含有一种特异性决定簇4 多特异性决定簇 含有两种以上不同特异性的决定簇天然抗原一般都为多价和多特异性决定簇抗原 四 半抗原 载体现象1 半抗原 载体现象 小分子物质不具有免疫原性 不能诱导产生免疫应答 但当它们与大分子物质连接后 就能诱导机体产生免疫应答 并能与相应的抗体结合 这种现象称为半抗原 载体现象 2 载体效应 半抗原与载体结合后首次免疫动物 可测得半抗原的抗体 出现初次反应 但当第二次免疫时 半抗原连接的载体只有和首次免疫所用的载体相同时 才会有再次反应 这种现象称为载体效应 一 基本概念1 特异性 一种抗原只能引起机体产生相应抗体 此抗体也只能与相应抗原发生结合 2 交叉反应 凡是具有共同抗原决定簇的微生物间均可发生交叉反应 二 产生抗原交叉性的原因1 共同抗原 不同种属的微生物间 微生物与其它抗原间 或其它抗原物质间 除具有本身特异性抗原决定簇之外 还可有共同的决定蔟 称共同抗原2 类属抗原 种属相关的生物间的共同抗原3 异嗜性抗原 种属无关的生物间的共同抗原 三 交叉反应在实践中的作用 诊断和防治1 诊断当中出现误诊 1 牛感染禽结核杆菌或副结核杆菌 牛结核菌 2 牛感染了肠耶尔森氏菌 牛布氏杆菌2 诊断疾病用猪传染性胃肠炎抗原 猫细小病毒感染用变形杆菌抗原 动物的立克氏体病用牛心肌酒精提取液作抗原 梅毒患者的血清3 预防传染病 1 牛痘苗 人天花 2 人麻疹苗 犬瘟热 4 火鸡疱疹病毒 鸡马立克MD 一 根据抗原的性质分类 二 根据抗原的来源分类 三 根据对胸腺 T 细胞的依赖性分类 四 根据抗原的化学性质分类 一 微生物抗原1 细菌抗原 菌体抗原 又称O抗原 鞭毛抗原 又称H抗原 荚膜抗原 又称K抗原 菌毛抗原2 病毒抗原 囊膜抗原 又称V抗原 衣壳抗原 又称VC抗原 核蛋白抗原 又称NP抗原 3 毒素抗原4 超抗原5 其他微生物抗原 二 高等生物的抗原1 ABO血型抗原2 动物血清与组织浸液3 酶类物质4 激素 PRRSV病毒粒子结构示意图 问题 下列各物质是否是好的免疫原 为什么 在什么情况下可以改变成好的免疫原 1 化学药物注入机体 2 铁钉刺入皮肤 3 自身蛋白质 4 牛奶给狗喝 5 牛奶注入狗的皮下 6 细菌病毒感染家禽 7 细菌死苗投喂给猪 8 gene 表达 产物 Ab 该表达蛋白具有很好的抗原性 第二节抗体 Antibody Ab 1 抗体 Ab 由抗原致敏的B细胞分化为浆细胞产生的能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白 2 免疫球蛋白 Ig 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白 两者在概念上的区别 五类免疫球蛋白 重链有五种类型 链 IgG 链 IgM 链 IgA 链 IgE 链 IgD 二 Ig的分子结构 四条对称多肽链 2重链 H链 450aa 50Kd 2轻链 L链 214aa 25Kd S S L H H L H链按Ag性分出5类 Ig相应分出5类 IgMIgGIgAIgDIgEL链按Ag性分出两型 一 Ig单体的分子结构1 基本结构 2 三个功能区1 可变区 variableregion V区 1 组成 N端轻链的1 2和重链的1 4组成 含有110个氨 2 功能 与抗原结合 存在与抗原决定簇结合的特异性结合点 一个IgG分子在功能上是双价 2 稳定区 constantregion C区 1 组成 C端轻链的1 2和重链的3 4组成 在CH又有三个亚单位即CH1 CH2和CH3组成 2 功能 表现各自的功能 结合补体 CH2 粘附C CH3 通过胎盘和粘膜 遗传标志的反映区3 绞链区 hingeregion 连接可变区与稳定区 起轴承关节作用 二 Ig的水解片段与生物学活性 1 免疫球蛋白的水解片段 1 木瓜蛋白酶 抗原结合片断 Fab片段 可结晶片段 Fc片段 2 胃蛋白酶2 Fab片段的组成与生物学功能 1 组成 2 生物学活性 3 FC片段的组成与生物学活性 1 组成 2 生物学活性 三 特殊结构1 连接链 joiningchain J链 2 分泌片 secretorypiece SP 三 各类免疫球蛋白的特性和免疫学功能 2 血清中含量最多 占Ig的70 80 持续时间最长 在体液免疫中发挥主导作用 一 IgG 中和性Ab 1 IgG多为单体 分子量是Ig中最小的一种 半衰期约为23天 3 IgG是唯一能通过人 灵长类动物 兔胎盘的抗体 4 IgG的CH2能通过经典途径激活补体 5 通过Fc段与细胞表面FcR结合 与吞噬细胞结合发挥调理作用 与K细胞结合 发挥ADCC 抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用 与葡萄球菌A蛋白结合 6 参与II III型超敏反应 7 具有抗菌 抗毒素 抗病毒和杀伤肿瘤细胞的作用 1 为五聚体 是分子量最大的Ig 称巨球蛋白 2 免疫应答最早产生IgM 但持续时间短 可用于早期诊断 新生儿宫内感染的诊断 3 B细胞抗原受体 BCR SmIgM4 也可参与II III型超敏反应5 凝集细菌 溶菌 调理作用均强于IgG 500 1000倍 二 IgM 高效能抗体 1 分为血清型和分泌型两种 血清型IgA 单体IgA 分泌型IgA SIgA 双体IgA 粘膜抗体 由呼吸道 消化道 泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生 2 主要存在于初乳 唾液 泪液 以及呼吸道 消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中 以初乳中含量最高 3 SIgA的合成和主要作用部位在黏膜 局部粘膜免疫的重要因素 三 IgA 粘膜抗体 1 单体Ig 局部抗体 血清中含量最少 2 亲细胞抗体 与肥大细胞 嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fc受体结合 引起I型超敏反应 3 在抗寄生虫方面有一定作用 四 IgE I型超敏反应抗体 IgD是B细胞的重要表面标志 标志着B细胞成熟 五 IgD 一 根据抗原来源分类1 异种抗体2 同种抗体3 自身抗体4 异嗜性抗体 二 根据有无抗原刺激分类1 天然抗体2 免疫抗体 三 根据与抗原反应的性质分类1 完全抗体2 不完全抗体 四 根据抗原抗体反应的表现形式分类1 沉淀素2 凝集素3 溶解素4 补体结合抗体5 调理素6 中和抗体7 反应素 五 根据免疫球蛋白的类型分类 五 抗体的人工制备 大致可分为3个阶段 1 以1890年Behring发现白喉抗毒素为代表 其特点是用抗原免疫动物来获得多克隆抗体 生物工程抗体 2 以1975年Kohler和Milstein创建杂交瘤技术制备单克隆抗体为代表 细胞工程抗体 3 以1994年Winter以基因工程方法制备抗体为代表 基因工程抗体 生物水平抗体生成技术 细胞工程抗体生成技术 基因工程抗体生成技术 多克隆抗体 抗血清 单克隆抗体 基因工程抗体 polyclonalantibody 一 多克隆抗体 多克隆抗体 polyclonalantibody 采用传统免疫方法 将抗原注入动物机体 数次免疫后 采取动物血液 分离血清 由此获得的抗血清就是多克隆抗体 指抗原物质进入机体 刺激不同B细胞产生的针对不同抗原决定簇的多种抗体混合物 如 免疫血清 含多种特异性抗体 实际意义 1 预防 治疗感染性疾病 2 诊断疾病 鉴定细菌3 表达产物特异性检验交叉反应 传统抗血清 抗原 免疫 所有抗体混合 1 2 3 4 脾脏 淋巴結 B細胞 monoclonalantibody McAb 二 单克隆抗体 癌细胞可培养生长 浆细胞可分泌抗体 融合瘤Hybridoma 细胞融合 两组染色体混在一起 也可以培养生長产生专一性抗体 一個Bcell只产生一种抗体 1975年Kohler和Milstein将抗体产生细胞与具有无限增殖能力的骨髓瘤细胞融合 通过有限稀释法及克隆化使杂交瘤细胞成为单克隆细胞系 淋巴细胞杂交瘤技术 1 单克隆抗体 monoclonalantibody McAb 由克隆化的B细胞杂交瘤产生的针对单一抗原决定簇的抗体 3 HAT培养基 次黄嘌呤 H 氨基蝶呤 A 和胸腺嘧啶核苷 T 2 杂交瘤细胞 骨髓瘤细胞 无限增殖 免疫B细胞 合成 分泌特异性抗体 单抗与多抗的比较1 特异性高2 均质性好3 纯度高4 重复性好5