第十章 抗原PPT课件

1、 抗原(antigen) ：指能与淋巴细胞抗原受体特异性结合的物质，具有刺激机体产生特异性免疫应答的潜能，而且能与应答的产物（抗体或效应细胞）在体内外发生特异性反应。 抗原一般均具有下列两种基本特性： (一) 免疫原性（Immunogenicity） 指能刺激机体产生特异性免疫应答的能力，即能刺激B细胞产生抗体，刺激T细胞分化为效应性T 细胞。第1页/共35页 (二) 抗原性（antigenicity） 抗原性又称抗原的反应性（reactivity），指能与抗体或效应性T细胞发生特异性结合的能力。 第2页/共35页 BTBBBT第3页/共35页第一节 抗原的特性与分类 一、决定免疫原性的物质基

2、础 （一）异物性（foreignness） 一般情况下，抗原是一种非己物质，即具有异物性。抗原所来源的物种与宿主间的种系关系愈远，其免疫原性愈强。因此，各类病原微生物、各种动物蛋白均对人具有强免疫原性，同种异体移植物也是强免疫原性的抗原。另外，若自身成分发生改变，也可被机体视为非已物质，即变为免疫原。第4页/共35页（二）分子量 一般而言，抗原的分子量愈大，其免疫原性愈强。通常分子量大于10kD以上的物质具有免疫原性；大于100kD为强抗原；小于10kD为弱抗原或无免疫原性。分子量大的物质，其分子表面化学基团较多，化学结构亦较稳定，能在体内久留，故免疫原性强。但明胶分子量虽高达100kD，但因

3、是直链氨基酸结构而易被降解，故无免疫原性。第5页/共35页（三）化学性质 蛋白质的化学结构比较复杂，尤其是具有芳香族氨基酸（如酪氨酸、苯丙氨酸等）的蛋白质，它们不易在体内降解，能较长时间刺激免疫活性细胞，有利于产生较强的免疫应答。因此，多数抗原是蛋白质，且具有良好的免疫原性。 复杂的多糖、核酸等物质也可具有免疫原性，它们可形成枝状结构并形成抗原决定簇。例如，血细胞表面的多糖抗原以及存在于微生物表面的抗原，常为多糖或低聚糖抗原。第6页/共35页（四）易接近性（accessibility） 抗原物质即使具有上述特点，若其具有免疫原性的结构未暴露于分子表面，则不易与免疫细胞接触，也不能刺激机体产生免

4、疫应答。第7页/共35页（五）其它因素 1遗传因素 不同种属个体其遗传背景不同，同一抗原刺激后所产生免疫应答的强弱各异。2抗原免疫的途径和剂量 相同剂量的同一免疫原，若经不同途径进行免疫，其效应各异。按诱导免疫应答的强度，依次为皮内、皮下、静脉、腹腔；口服抗原易诱导耐受。另外，抗原剂量太高或太低也易诱导耐受。3性别、年龄、健康状况、心理状态等，均可作为宿主方面的因素而影响免疫应答的强弱。第8页/共35页二、抗原决定族 抗原与靶目标发生特异性结合均有赖于其分子上的特殊化学基团。抗原分子的这种特殊化学基团称为抗原决定簇（antigenic determinant），又称为抗原表位（epitope）

5、。一个蛋白质抗原决定簇含57个氨基酸残基，一个多糖决定簇含57个葡萄糖残基，一个核酸决定簇含68个核苷酸。一种抗原决定簇即决定一种特异性，其取决于下列因素： 第9页/共35页第10页/共35页 一种抗原决定簇即决定一种特异性，其取决于下列因素： 1化学组成和性质 抗原决定簇的形成取决于其一级结构和构象。 2空间构象 例如：氨基苯甲酸的邻位、间位和对位3种异构物分别与同一蛋白质偶联，用于分别免疫动物后可获得3种抗体 3光学构型 如将左旋酒石酸和右旋酒酸分别与蛋白质偶联后免疫动物，所获抗体也只能分别与相应抗原发生特异性反应 第11页/共35页三、抗原的分类 （一）根据抗原与机体的亲缘关系分类 1异

6、种抗原（xenogenic antigen） 2同种异型抗原(allogenic antigen) 3自身抗原(autoantigen) 4异嗜性抗原（heterophilic antigen）第12页/共35页同种异型同种异型异种抗原异种抗原第13页/共35页（二）按抗原诱导免疫应答对T细胞的依赖性分类 1胸腺依赖性抗原（TD抗原）： 此类抗原刺激B细胞产生抗体有赖于T细胞辅助。如各种病原微生物、血细胞及血清蛋白等。 2胸腺非依赖性抗原（TI抗原）： 与TD抗原相反，TI抗原刺激B细胞产生抗体无需T细胞辅助。细菌脂多糖、细菌荚膜多糖及聚合鞭毛素等属TI抗原。第14页/共35页(三）根据抗原的

7、性质分类 1. 完全抗原 2. 半抗原：是指仅具有反应原性而无免疫原性的物质 （1）复合半抗原：无免疫原性，仅具有免疫反应性，复合半抗原的分子量较大，有多个抗原决定基 （2）简单半抗原： 既无免疫原性，也无反应原性，只有一个抗原决定基，不能与相应的抗体发生可见的反应，但能中和相应的抗体，阻止了抗体在相应的完全抗原或复合半抗原发生可见的反应第15页/共35页 3. 根据抗原的来源分类 （1）天然抗原 （2）人工抗原 （3) 合成抗原第16页/共35页四、超抗原 超抗原（superantigen， SAg）是一种特殊的抗原类物质，其在极低浓度下（110ng/ml）即可激活大量T细胞克隆，并产生极强

8、的免疫效应。 超抗原与临床的关系： 参与某些中毒综合征发生：细菌性超抗原参与临床上多种严重的中毒综合征的发生，如毒性休克综合征、婴儿突然死亡综合征、食物中毒等。 自身免疫病：超抗原也可激活体内自身反应性T细胞和B细胞克隆，引发或加剧自身免疫病，如类风湿关节炎、多发性硬化等。 第17页/共35页第二节 医学上重要的抗原 一、病原微生物 每种病原微生物都是由多种抗原组成的复合体，都是良好的抗原，能诱导机体发生免疫应答。如细菌、病毒、螺旋体等对人有较强的免疫原性。刺激机体可产生抗体 临床上可通过检测抗体诊断相关的疾病；亦可将病原微生物制成疫苗，用于预防疾病。 第18页/共35页（一） 细菌抗原 细菌

9、是一种常见的抗原，机体被细菌感染后会产生针对细胞表面各种抗原的多种抗体： 1. 菌体抗原 2. 鞭毛抗原 3. 表面抗原 4. 菌毛抗原第19页/共35页（二）细菌的毒素抗原 外毒素是细菌在生长过程中分泌到菌体外的毒性物质。毒性极强，对组织细胞有高度选择性，引起特殊的临床表现，外毒素为蛋白质，有很强的免疫原性，能刺激机体产生相应抗体。如:破风外毒素、白喉外毒素。 外毒素甲醛处理，失去毒性保留免疫原性，即成类毒素。可刺激机体产生抗毒素，用于人工自动免疫，常用的类毒素有白喉类毒素和破风外毒素。 第20页/共35页（三）病毒抗原 病毒抗原分为表面抗原和内部抗原。表面抗原一般都有较高的特异性，各型之间

10、均不相同；而内部抗原，往往属于同一亚群具有的共同抗原，这2类抗原在病毒鉴定与病毒性疾病诊断方面有重要意义。第21页/共35页二、动物免疫血清 动物免疫血清 (immune serum) : 用微生物或其代谢产物对动物进行人工自动免疫后，收获含有相应抗体的血清即为动物免疫血清。临床上用来治疗破伤风和白喉的破伤风抗毒素、白喉抗毒素属此。是用类毒素免疫马制备的。马的免疫血清对人具有二重性： 一方面，它含有特异性抗体（抗毒素），可以中和相应的毒素，起到防治作用； 另一方面，马血清对人而言是异种蛋白，具有免疫原性，可引起血清病或过敏性休克。 第22页/共35页三、同种红细胞抗原 (1) ABO血型抗原

11、ABO血型抗原由复杂的寡糖和多肽组成。该系统是A、B和O三个等位基因控制的，其中A和B是显性型基因。血型物质也可存在于体液和分泌液中，血型抗体是IgM，存在于血清中。 ABO 血型不符的输血，会引起严重的输血反应。 第23页/共35页表型表型基因型基因型红细胞表面抗原红细胞表面抗原血清中抗体血清中抗体AA/A ， A/OA抗抗 B BB/B，B/O B 抗抗 A ABA/BA 、 B-OO/O-抗抗 A 、抗、抗 B 第24页/共35页第25页/共35页(2) Rh血型抗原 多数人的红细胞与恒河猴 (Macaque rhesus) 的红细胞有共同抗原，故称此抗原为Rh 抗原。红细胞表面有Rh抗

12、原者为Rh阳性，缺乏Rh抗原者为Rh阴性，人体内有存在抗Rh抗原的天然抗体，抗体主要是 IgG 类抗体。 在我国，Rh阴性血型只占千分之三到四 ，Rh阴性者不能接受Rh阳性者血液，因为Rh阳性血液中的抗原将刺激Rh阴性人体产生Rh抗体。如果再次输入Rh阳性血液，即可导致溶血性输血反应。但是，Rh阳性者可以接受Rh阴性者的血液。 第26页/共35页四、肿瘤抗原 (tumor antigen) : 指细胞癌变过程中出现的新抗原或高表达抗原物质的总称。根据肿瘤抗原特异性概括为两大类： 1)肿瘤特异性抗原 (tumor specific antigen，TSA) : 是指只存在于肿瘤细胞表面而不存在于

13、相应组织正常细胞表面的新抗原。又称为肿瘤特异性移植抗原。目前只有少数肿瘤，如人黑色素瘤、结肠癌等肿瘤细胞表面证明有肿瘤特异性抗原存在。 (2)肿瘤相关抗原 (tumor associated antigen，TAA) : 是指非肿瘤细胞所特有，正常细胞上也可存在的抗原，只是在细胞癌变时其含量明显增加，此类抗原只表现出量的变化而无严格的肿瘤特异性。 第27页/共35页五、自身抗原 (autoantigen) : 自身物质对机体本身不显示免疫原性，但在下列情况下可成为自身抗原，能刺激自身的免疫系统发生免疫应答 。 1. 隐蔽的自身抗原: 是指正常情况下与免疫系统相对隔绝的组织成分，如脑、晶状体蛋白

14、、葡萄膜色素蛋白、精子、甲状腺球蛋白等，在胚胎期没有与免疫系统接触，不能建立先天性自身免疫耐受。因此，一旦由于外伤，手术或感染等原因使这些物质进入血流与免疫系统接触，被机体视为异物，引起自身免疫应答。如甲状腺球蛋白抗原释放，引起变态反应性甲状腺炎（即桥本氏甲状腺炎）；晶状体蛋白和眼葡萄膜色素蛋白，可引起晶状体过敏性眼内炎和交感性眼炎；精子抗原可引起男性不育等。 第28页/共35页 2. 修饰的自身抗原: 由于微生物感染、外伤、药物、电离辐射等作用，使正常组织细胞发生构象改变，形成新的抗原决定簇；自身成分合成上的缺陷或溶酶体酶异常的破坏作用，暴露出新的抗原决定簇，成为“异已”物质，显示出免疫原性

15、刺激自身免疫系统，发生免疫应答。 第29页/共35页第三节 佐剂 佐剂（adjuvant），又称免疫增强剂，指与抗原同时注射到体内，能显著增强抗原的免疫原性的物质，属于非特异性免疫增强剂，本身并非抗原类物质，但具有辅佐抗原增强免疫应答的能力。由于佐剂效应并无特异性。第30页/共35页 一、佐剂的种类 无机佐剂 ：氢氧化铝、明矾等，氢氧化铝等常作为预防接种疫苗中的佐剂。 有机佐剂：最常用者为卡介苗以及其它微生物及其代谢产物，如短小棒状杆菌、百日咳杆菌、细菌内毒素（脂多糖），从细菌提取的胞壁酰二肽（muramyl dipeptide ， MDP）等。 合成佐剂 ：人工合成的双链多聚肌苷酸：胞苷酸（

16、 PolyI：C）和双链多聚腺苷酸：尿苷酸（PolyA：U）等。近年来被应用的脂质体、免疫刺激复合物（ISCOMS）等也是良好佐剂。 油剂：如羊毛脂、植物油、矿物油等。第31页/共35页二、佐剂的作用原理 1. 改变抗原的物理性质、加强免疫原性； 例如，佐剂与抗原形成油包水乳剂（一般抗原为水溶性），如同在体内形成抗原贮存库，保护抗原不易被降解，并缓慢释放至淋巴组织中。 2. 促进吞噬和处理抗原； 促进吞噬细胞的功能和炎性细胞的浸润能力，故有助于增强M提呈抗原的功能，促进淋巴细胞增殖。 3. 致敏淋巴细胞增值和分化 4. 产生或增强迟发型变态反应。第32页/共35页三、佐剂的应用 在实验研究常用于动物免疫的佐剂为弗氏佐剂，又分为弗氏完全佐剂（ complete Freund adjuvant ， CFA）和弗氏不完全佐剂（incomplete Freunds adjuv