医学免疫学：3 抗原

1、第三章第三章 抗原抗原 Antigen (Ag) 2 抗原抗原 抗原（antigen，Ag）：是一类能刺激机体产生 免疫应答，并能与应答产物和致敏淋巴细胞结合， 产生免疫效应的物质。 免疫原性（immunogenicity）：即能刺激机 体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。 抗原性（免疫反应性）（antigenicity）：即 能与免疫应答的产物发生特异性结合的特性。 3 异物性（foreignness)：异物性是一种物质免疫 原性的本质，包括异种物质、同种异体物质、 某些自身物质。 抗原的特异性(antigenic specificity)：免疫应答中 最重要的特点 即抗原与TCR和BCR间、抗

2、原与抗体间的互相吻合 性或针对性、专一性。 决定抗原特异性的分子基础: 抗原分子中的抗原表位（epitope)。 第一节第一节 抗原的特异性抗原的特异性 4 抗原表位（决定簇）结构抗原表位（决定簇）结构 构象表位（构象表位（comformational epitopecomformational epitope）：通过非 共价空间折叠形成的表位，一般位于分子表面， 由BCR识别。 顺序表位（顺序表位（sequential epitopesequential epitope）：即线性表位， 一段序列相连续的氨基酸片段，多位于抗原分子 的内部，分子降解后暴露，由TCR 、BCR和抗 体识别。 5

3、抗原表位 或称抗原决定簇 (antigenic determinant) 是存在于抗原分子中决定抗原特异性的特殊 化学基团。 由T细胞受体（T Cell Receptor TCR) 和B细 胞受体（B Cell Receptor BCR)特异性识别的 抗原部分。 6 7 表位受体表位受体 TCR BCR MHC分子分子 必需必需 无需无需 表位成分表位成分 蛋白降解后线性短肽蛋白降解后线性短肽 天然分子如多肽、多糖、天然分子如多肽、多糖、 脂多糖、有机化合物脂多糖、有机化合物 表位大小表位大小 8-12aa（CD8+T细胞）细胞） 5-15aa、5-7个多糖或个多糖或 5-7个个 12-16a

4、a（CD4+T细胞）细胞） 核苷酸核苷酸 表位类型表位类型 线性表位线性表位 构象表位；线性表位构象表位；线性表位 表位位置表位位置 多在抗原内部多在抗原内部 多在抗原分子表面多在抗原分子表面 8 共同抗原共同抗原 与与 交叉反应交叉反应 共同抗原（交叉反应抗原）共同抗原（交叉反应抗原） 两种两种不同的抗原分子不同的抗原分子所具有的相同或相似的抗原决定簇称所具有的相同或相似的抗原决定簇称 为共同抗原或交叉反应抗原。如牛痘病毒与天花病毒为共同抗原或交叉反应抗原。如牛痘病毒与天花病毒 A A族溶血性链球菌表面成分与人肾小球基底膜、心脏瓣膜、族溶血性链球菌表面成分与人肾小球基底膜、心脏瓣膜、 心肌组

5、织之间存在共同抗原心肌组织之间存在共同抗原 交叉反应交叉反应 具有共同抗原的物质其抗原和抗体之间相互结合发生的反具有共同抗原的物质其抗原和抗体之间相互结合发生的反 应应 。如感染。如感染A A族溶血性链球菌可导致肾小球肾炎、心肌炎。族溶血性链球菌可导致肾小球肾炎、心肌炎。 9 半抗原（半抗原（Hapten）： 不具有免疫原性，即不能诱导免疫应答。但可与免疫反应不具有免疫原性，即不能诱导免疫应答。但可与免疫反应 产物发生结合的物质。（核酸、脂类、二硝基苯等只具有产物发生结合的物质。（核酸、脂类、二硝基苯等只具有 与抗体结合的能力，而单独不能诱导抗体产生的物质）。与抗体结合的能力，而单独不能诱导抗

6、体产生的物质）。 载体（载体（carrier）：）： 能够使半抗原成为具有免疫原性（可诱导免疫应答）的物能够使半抗原成为具有免疫原性（可诱导免疫应答）的物 质称为载体（如蛋白质）。质称为载体（如蛋白质）。 半抗原与载体半抗原与载体 10 半抗原+载体完全抗原 影响抗原特异性的因素：（表位的性质、数目、 位置、空间构象） 化学基团的异同（或位置）影响抗原的特异性 12 13 14 影响抗原诱导免疫应答的因素影响抗原诱导免疫应答的因素 一、抗原的性质一、抗原的性质 二、宿主因素（二、宿主因素（ MHCMHC、年龄等）、年龄等） 三、抗原进入机体的方式三、抗原进入机体的方式 15 1、化学性质、化学

7、性质 一般来说，蛋白质是良好的抗原一般来说，蛋白质是良好的抗原 蛋白质蛋白质脂类、糖类脂类、糖类 核酸核酸 2、分子量大小、分子量大小10kD； 100kD为强抗原为强抗原 大分子物质免疫原性强的原因是：大分子物质免疫原性强的原因是： 表面化学基团（表面化学基团（抗原表位抗原表位）多）多 ，即多价性，即多价性 结构稳定，在体内不易降解清除，停留时间长结构稳定，在体内不易降解清除，停留时间长 一、抗原的性质一、抗原的性质 影响抗原诱导免疫应答的因素影响抗原诱导免疫应答的因素 16 3 3、结构的复杂性、结构的复杂性 抗原表面有大量的芳香族氨基酸（酪氨酸）免疫原抗原表面有大量的芳香族氨基酸（酪氨酸

8、）免疫原 性增强；仅为直链氨基酸则免疫原性弱性增强；仅为直链氨基酸则免疫原性弱 4 4、分子构象、分子构象(Conformation)(Conformation) 天然状态下诱导的特异性抗体，一旦空间构象发生天然状态下诱导的特异性抗体，一旦空间构象发生 改变，可能失去诱导同样抗体产生的能力。所以空间改变，可能失去诱导同样抗体产生的能力。所以空间 构象影响抗原的免疫原性。构象影响抗原的免疫原性。 影响抗原诱导免疫应答的因素影响抗原诱导免疫应答的因素 17 5. 5. 易接近性（易接近性（Accessibility)Accessibility) 即蛋白质与淋巴细胞（即蛋白质与淋巴细胞（APCAPC

9、、B B）是否易于接近）是否易于接近 氨基酸的位置和侧链间距与免疫原性有关氨基酸的位置和侧链间距与免疫原性有关 实验表明：酪氨酸和谷氨酸在肽链末端，以及侧链之间实验表明：酪氨酸和谷氨酸在肽链末端，以及侧链之间 距离较大，抗原性强；距离较大，抗原性强； 多聚丙氨酸在肽链末端，则抗原性较弱多聚丙氨酸在肽链末端，则抗原性较弱 6. 6. 物理状态物理状态 聚合状态蛋白质聚合状态蛋白质 单质单质 颗粒型抗原颗粒型抗原 可溶性抗原可溶性抗原 影响抗原诱导免疫应答的因素影响抗原诱导免疫应答的因素 18 1 1、MHCMHC控制对肽抗原的免疫应答控制对肽抗原的免疫应答 主要组织相容性复合体主要组织相容性复合

10、体 （Major Histocompatibility Complex, MHC)Major Histocompatibility Complex, MHC) ，人的，人的MHCMHC统称为统称为HLAHLA。 MHCMHC在启动特异性免疫应答中起重要作用。在启动特异性免疫应答中起重要作用。 二、宿主因素二、宿主因素 19 免疫应答基因（免疫应答基因（Immune response geneImmune response gene，Ir)Ir)： 定位于定位于MHCMHC，所编码的分子成为，所编码的分子成为IaIa抗原，控制对抗原，控制对 抗原肽的免疫应答的基因。抗原肽的免疫应答的基因。 对于

11、某类抗原来说，如果存在与之相结合的免疫对于某类抗原来说，如果存在与之相结合的免疫 应答基因，会形成应答基因，会形成MHC(Ia)-MHC(Ia)-抗原肽复合物，会刺抗原肽复合物，会刺 激机体产生较强的免疫应答。激机体产生较强的免疫应答。 20 不同不同HLAHLA分子与分子与不同抗原肽不同抗原肽结合结合 不同的不同的等位基因产物（等位基因产物（HLA)HLA)可能提呈可能提呈同一抗原同一抗原分分 子的子的不同表位不同表位，造成不同个体对同一抗原的免疫，造成不同个体对同一抗原的免疫 应答的强度不同应答的强度不同 2 2、 年龄、性别和健康状况年龄、性别和健康状况也会影响免疫反应也会影响免疫反应

12、强度强度 21 1、接种抗原剂量：、接种抗原剂量： 过大、过小都有可能引起免疫耐受，所以注射剂过大、过小都有可能引起免疫耐受，所以注射剂 量应该适中。量应该适中。 2、途径、途径皮内皮内皮下皮下静脉静脉腹腔腹腔 口服口服 3、注射、注射 次数、间隔次数、间隔适当，选择适当佐剂适当，选择适当佐剂 三、三、抗原进入机体方式的影响抗原进入机体方式的影响 22 第二节第二节 抗原的种类抗原的种类 根据抗原的化学性质，可分为四类：根据抗原的化学性质，可分为四类： 1 1、蛋白质、蛋白质 动物血清、细菌蛋白、病毒蛋白、移植抗原动物血清、细菌蛋白、病毒蛋白、移植抗原(MHC-I(MHC-I和和 MCH-II

13、)MCH-II) RhRh抗原抗原 （RBCRBC上血型抗原，与洹河猴同源，上血型抗原，与洹河猴同源，RhRh阳性的个阳性的个 体含有两个同源基因：体含有两个同源基因：RhD RhD 和和 RhCERhCE，RhDRhD为显性基因，为显性基因， 我国我国99.64%99.64%为为RhRh阳性）阳性） 2 2、多糖：、多糖：肽聚糖、脂多糖、多肽寡糖（肽聚糖、脂多糖、多肽寡糖（ABOABO血型抗原血型抗原) ) 3 3、核酸和脂类、核酸和脂类 23 ABOABO（H H）血型系统：）血型系统： A A、B B、ABAB、O O四型四型 人类人类ABOABO（H H）血型系统的分类）血型系统的分类

14、 血型血型 抗原（抗原（RBCRBC） 抗体（血清）抗体（血清） A A型型 A A抗原抗原 可产生抗可产生抗B B抗体抗体 B B型型 B B抗原抗原 抗抗A A抗体抗体 ABAB型型 ABAB抗原抗原 无抗无抗A A、抗、抗B B抗体抗体 O O型型 无无A A、B B抗原抗原 抗抗A A、抗、抗B B抗体抗体 24 一、根据诱生抗体时需否一、根据诱生抗体时需否Th细胞参与分类细胞参与分类 胸腺依赖性抗原胸腺依赖性抗原 thymus dependent antigen，TD-Ag 刺激刺激B细胞产生抗体时依赖于细胞产生抗体时依赖于Th细胞辅助。细胞辅助。 胸腺非依赖性抗原胸腺非依赖性抗原

15、thymus independent antigen ，TI-Ag 刺激机体产生抗体时无需刺激机体产生抗体时无需Th细胞的辅助。细胞的辅助。 包括包括TI-1Ag (成熟成熟/未成熟未成熟B）和）和 TI-2 Ag（成熟（成熟B） 25 26 TD抗原抗原TI-抗原抗原 化学组成化学组成蛋白质蛋白质多糖多糖 化学结构化学结构复杂复杂简单简单 抗原表位抗原表位T、B表位表位重复重复B表位表位 应答特点应答特点抗体的产生：需抗体的产生：需Th辅助辅助 MHC限制性：有限制性：有 产生抗体：产生抗体：IgM、Ig G、Ig A 免疫应答：刺激免疫应答：刺激T、B细胞细胞 有免疫记忆有免疫记忆 不需要

16、不需要Th辅助辅助 无无 产生产生Ig M抗体抗体 仅仅B细胞免疫应答细胞免疫应答 无无 27 二、根据抗原与机体的亲缘关系分类根据抗原与机体的亲缘关系分类 1、异种抗原（异种抗原（xenogenic antigen) 不同物种之间的抗原物质不同物种之间的抗原物质 2、同种异型抗原同种异型抗原 (allogenic antigen) 同一种属不同个体之间的物质同一种属不同个体之间的物质 3、自身抗原自身抗原 (autoantigen) 脑组织、眼晶状体、甲状腺球蛋白脑组织、眼晶状体、甲状腺球蛋白 异种抗原异种抗原同种异型抗原同种异型抗原自身抗原自身抗原 免疫原性：免疫原性： 28 4、独特型抗

17、原、独特型抗原 (idiotypic antigen) TCR、BCR及及 Ig 的的V区区所具有的独特的氨基酸顺序所具有的独特的氨基酸顺序 和空间构象，可诱导自身产生相应的特异性抗体。和空间构象，可诱导自身产生相应的特异性抗体。 这些表位称为独特型（这些表位称为独特型（idiotype, ID） 5.异嗜性抗原（异嗜性抗原（heterophilic antigen) 不同物种不同物种之间的之间的共同抗原共同抗原 如溶血性链球菌与人肾小球如溶血性链球菌与人肾小球 基底膜及心肌组织之间有交叉抗原）基底膜及心肌组织之间有交叉抗原） 29 三、根据抗原是否在提呈细胞内合成分类三、根据抗原是否在提呈细

18、胞内合成分类 内源性抗原内源性抗原 endogenous antigen 在在APC内合成，存在内合成，存在 于细胞质内，与于细胞质内，与 MHC-I类分子一起类分子一起 呈递给呈递给 CD8+ T cell 30 外源性抗原外源性抗原 exogenous antigen APC从外部摄取，从外部摄取， 在溶酶体中被降解，在溶酶体中被降解， 呈递给呈递给MHC- II类类 分子，由分子，由CD4+ T cell识别识别 31 非特异性免疫刺激剂非特异性免疫刺激剂：指能激活多数或全部：指能激活多数或全部T T细胞或细胞或 B B细胞克隆，不受细胞克隆，不受TCRTCR或或BCRBCR特异性限制的

19、非特异性特异性限制的非特异性 刺激物质。刺激物质。 如丝裂原、超抗原、免疫佐剂如丝裂原、超抗原、免疫佐剂 有丝分裂原有丝分裂原 ：如刀豆蛋白：如刀豆蛋白A A（con-A)con-A)，植物血凝素，植物血凝素 (PHA)(PHA)，脂多糖，脂多糖(LPS)(LPS)，葡萄球菌，葡萄球菌A A蛋白蛋白(SPA)(SPA)等等。等等。 超抗原超抗原(Super antigen(Super antigen，SAgSAg），）， 第三节第三节 非特异性免疫刺激剂非特异性免疫刺激剂 32 超抗原超抗原（superantigen, SAg） 1、概念：只需极低浓度（110ng/ml）即可激活220 的某些

20、亚型的T细胞克隆，产生极强的免疫应答。 2、种类：外源性超抗原和内源性超抗原。如金黄色葡萄球菌 肠毒素AE，小鼠乳腺肿瘤病毒的病毒蛋白、HIV gp120 3、与普通抗原的区别： 1）极低浓度，极强应答 2）不受MHC的限制 3）不具备抗原识别的特异性，不需APC的加工和递呈 4）引起诸多细胞因子的释放，导致严重病理性后果 33 免疫佐剂免疫佐剂 （adjuvant) 与抗原混合后与抗原混合后 能非特异性能非特异性增强增强机体对抗原机体对抗原免疫反应免疫反应 强度强度的物质称为免疫佐剂。的物质称为免疫佐剂。 佐剂的种类：佐剂的种类： 无机化合物佐剂：无机化合物佐剂：氢氧化铝、明矾、多聚肌苷酸、氢氧化铝、明矾、多聚肌苷酸、 胞苷酸（胞苷酸（polyI:C)、弗氏不完全佐剂弗氏不完全佐剂 生物来源佐剂：生