《抗原》ppt课件

1、第三章第三章 抗抗 原原识别识别本人本人非己非己面孔面孔姓名姓名人人免疫系统免疫系统构造构造配体配体顺应性免疫顺应性免疫固有免疫固有免疫抗原抗原概述概述抗原的性质与分子构造根底抗原的性质与分子构造根底影响抗原免疫原性的要素影响抗原免疫原性的要素抗原的种类抗原的种类非特异性免疫刺激剂非特异性免疫刺激剂抗原抗原Antigen, Ag 能被能被T、B细胞外表特异性抗原细胞外表特异性抗原受体受体TCR或或BCR识别及结合，识别及结合，激活激活T、B细胞增殖、分化，产生免细胞增殖、分化，产生免疫应对效应产物特异性淋巴细胞疫应对效应产物特异性淋巴细胞或抗体，并与效应产物结合，进或抗体，并与效应产物结合，进

2、而发扬顺应性免疫应对效应的物质。而发扬顺应性免疫应对效应的物质。 抗原抗原 (Ag):与与T细胞结合，细胞结合，激活激活T细胞细胞记忆记忆T细胞细胞致敏致敏T细胞细胞与与B细胞结合，细胞结合，诱导诱导B细胞产细胞产生抗体生抗体记忆记忆B细胞细胞活化的活化的B细胞细胞抗体抗体第一节第一节 抗原的性质与分子构造根底抗原的性质与分子构造根底 抗原的根本特性抗原的根本特性 顺应性免疫应对的抗原特异性顺应性免疫应对的抗原特异性 决议抗原特异性的分子构造根底决议抗原特异性的分子构造根底 半抗原半抗原-载体效应载体效应 共同抗原表位与交叉反响共同抗原表位与交叉反响 抗原的两种根本特性抗原的两种根本特性 1.

3、 1. 免疫原性免疫原性 immunogenicityimmunogenicity 可以刺激机体产生免疫应对产生特异性抗体可以刺激机体产生免疫应对产生特异性抗体及免疫效应细胞及免疫效应细胞 致敏致敏T T细胞细胞抗体免疫原完全抗原，免疫原完全抗原，immunogen免疫原性免疫反响性即通常所称免疫原性免疫反响性即通常所称的抗原的抗原 如各种微生物及大多数蛋白质如各种微生物及大多数蛋白质半抗原不完全抗原，半抗原不完全抗原，hapten仅有免疫反响性仅有免疫反响性 如小分子化合物及药物如小分子化合物及药物载体载体carrier 使半抗原变成完全抗原的物质使半抗原变成完全抗原的物质 通常是大分子蛋白

4、质通常是大分子蛋白质 半抗原蛋白质载体完全抗原半抗原蛋白质载体完全抗原BThBBBTh半抗原半抗原载体效应表示图载体效应表示图半抗原半抗原 + + 蛋白质载体蛋白质载体 完全抗原完全抗原 抗原刺激机体产生顺应性免疫应对及其与抗原刺激机体产生顺应性免疫应对及其与应对效应产物发生结合所显示的专注性。应对效应产物发生结合所显示的专注性。 决议抗原特异性的构造根底是存在于抗原决议抗原特异性的构造根底是存在于抗原分子中的抗原表位。分子中的抗原表位。1. 抗原表位抗原表位(epitope)/抗原决议基抗原决议基 (antigenic determinant)： 是抗原分子中决议免疫应对特异性的特是抗原分子

5、中决议免疫应对特异性的特殊化学基团，它是与殊化学基团，它是与TCR/BCR或抗体特异或抗体特异结合的最小构造与功能单位，通常由结合的最小构造与功能单位，通常由515个氨基酸残基或个氨基酸残基或57个单糖或核苷酸残基个单糖或核苷酸残基组成。组成。 抗原结合价抗原结合价(antigenic valence) 1个抗原分子中能与抗体结合的抗原表位总数个抗原分子中能与抗体结合的抗原表位总数多价抗多价抗原原Q1: 半抗原的抗原结合价是多少？半抗原的抗原结合价是多少？2. 抗原表位的类别抗原表位的类别顺序表位，又称线性表位；顺序表位，又称线性表位；构象表位，又称非线性表位。构象表位，又称非线性表位。T细胞

6、表位，是由细胞表位，是由T细胞识别的经抗原细胞识别的经抗原提呈细胞加工提呈的线性表位；提呈细胞加工提呈的线性表位；B细胞表位，直接由细胞表位，直接由B细胞识别的位细胞识别的位于抗原分子外表的线性或构象表位。于抗原分子外表的线性或构象表位。Q2: T细胞表位细胞表位 能否为构象表位？能否为构象表位？Q3: 能否存在一种抗原表位既是能否存在一种抗原表位既是T细胞表位细胞表位也是也是B细胞表位？细胞表位？抗体：针对抗体：针对N端端117氨基酸残基氨基酸残基T效应细胞：针对效应细胞：针对C端端1829氨基酸残基氨基酸残基没有发现一个表位同时被没有发现一个表位同时被T细胞和细胞和B细细胞识别胞识别*B细

7、胞表位是天然的，细胞表位是天然的，*位于分子的外表或转机处位于分子的外表或转机处*为构象决议基或顺序决议基为构象决议基或顺序决议基*是抗原分子的三级构造是抗原分子的三级构造COOH123 456789101112131415161718NH31920212223242526272829* T细胞表位是细胞表位是抗原提呈细胞抗原提呈细胞加工提呈的抗加工提呈的抗原肽原肽*呈线性陈列呈线性陈列 半抗原半抗原-载体效应载体效应 在人工抗原中，半抗原为简单的有在人工抗原中，半抗原为简单的有机化学分子，半抗原必需与蛋白质载机化学分子，半抗原必需与蛋白质载体偶联后，才可诱导出抗半抗原抗体。体偶联后，才可诱导

8、出抗半抗原抗体。 在免疫应对中，B细胞识别半抗原，并提呈载体表位给CD4+T细胞，Th细胞识别载体表位，即以载体T细胞表位把特异T-B细胞之间衔接起来T-B桥联，T细胞才干激活B细胞，称载体效应。天然抗原中，常存在T及B细胞表位，活化T及B细胞。BCD4TCR抗原肽 载体表位BMHC-IIThBCRBCR加工处置抗原BMHC-IIBCR活化活化的B细胞，表达MHC-II类分子抗原提呈共同抗原表位与交叉反响共同抗原表位与交叉反响 天然抗原外表常带有多种抗原表位，每一种B细胞表位都可引起一种特异性抗体产生。因此复杂抗原能使机体产生多种抗体。因此在两种不同的抗原之间可以存在有一样或类似的抗原表位，称

9、为共同抗原表位common antigen epitope。 抗体或致敏淋巴细胞对具有一样或类似表位的不同抗原的反响，称为交叉反响cross-reaction。牛痘疫苗VACCINE天花病毒Bm细胞Q4: 交叉反响能否否认了抗原的特异性？交叉反响能否否认了抗原的特异性？第二节第二节 影响抗原免疫原性的要素影响抗原免疫原性的要素 一、抗原分子的理化与构造性质一、抗原分子的理化与构造性质 1. 异物性：非己物质、本身成分发生改动或异物性：非己物质、本身成分发生改动或 隔离抗原释放隔离抗原释放 2. 化学属性化学属性 ：多为大分子的蛋白质：多为大分子的蛋白质 3. 分子量：分子量普通在分子量：分子量

10、普通在10kDa以上以上 4. 分子构造：尤其是芳香族氨基酸分子构造：尤其是芳香族氨基酸 5. 分子构象：抗原分子的空间构象分子构象：抗原分子的空间构象 6. 易接近性：指抗原表位能被抗原受体接近的程度易接近性：指抗原表位能被抗原受体接近的程度 7. 物理性状：聚合形状的抗原免疫原性强物理性状：聚合形状的抗原免疫原性强 二、宿主的特性 1遗传要素 MHC 2年龄、性别与安康形状 三、抗原进入机体的方式 抗原的数量、途径、次数、频率以及免疫佐剂的选择都明显影响机体对抗原的应对。第三节第三节 抗原的种类抗原的种类 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抗原

11、胸腺依赖抗原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T细细胞辅胞辅助，故又称助，故又称T细胞依赖抗原。由细胞依赖抗原。由B表位和表位和T表表位组成，多为蛋白质。位组成，多为蛋白质。 胸腺非依赖抗原胸腺非依赖抗原thymus independent antigen， TI-Ag可直接刺激可直接刺激B细胞产生抗体，无需细胞产生抗体，无需T细细胞的辅助，又称胞的辅助，又称T细胞非依赖抗原。由多个细胞非依赖抗原。由多个反复反复B表位组成，如细菌脂多糖等。表位组成，如细菌脂多糖等。 均为完全抗原。均为完全抗原。胸腺依赖性抗原胸腺依赖

12、性抗原 TD-Ag 需求需求T细胞辅助才干激活细胞辅助才干激活B细胞产生抗体细胞产生抗体;既有既有T细胞决议细胞决议簇又有簇又有B细胞决议簇细胞决议簇;绝大多数的蛋白质为此类。构造上特征绝大多数的蛋白质为此类。构造上特征为有许多不同的抗原决议簇，但拷贝数很少为有许多不同的抗原决议簇，但拷贝数很少,单独缺乏以激活单独缺乏以激活B细胞。刺激机体产生的抗体有细胞。刺激机体产生的抗体有IgG和和IgM,还可引起细胞免疫还可引起细胞免疫应对应对,有免疫记忆。有免疫记忆。胸腺非依赖性抗原胸腺非依赖性抗原 TI-Ag 不需求不需求T细胞辅助细胞辅助,能直接激活能直接激活B细胞产生抗体细胞产生抗体;只需只需B

13、细细胞决议簇胞决议簇;少数的多糖抗原为此类。构造上特征为一样的抗原少数的多糖抗原为此类。构造上特征为一样的抗原决议簇反复多次。刺激机体产生的抗体为决议簇反复多次。刺激机体产生的抗体为IgM,不引起细胞免不引起细胞免疫应对疫应对,无免疫记忆无免疫记忆. TI TI 与与 TD TD 抗抗 原原1212CD40/CD40LB1 细胞细胞B2 细胞细胞Th细胞细胞TI-1 抗原抗原TD 抗原抗原CD4TI-1 Ag 如细菌脂多糖如细菌脂多糖, 含含B细胞丝裂原和反细胞丝裂原和反复的细胞表位，能使不成熟及成熟的细复的细胞表位，能使不成熟及成熟的细胞应对胞应对TI- Ag如荚膜多糖和聚合鞭毛素，仅有多如

14、荚膜多糖和聚合鞭毛素，仅有多个反复细胞表位，仅使成熟的细胞应对个反复细胞表位，仅使成熟的细胞应对TI-1 TI-1 和和 TI-2 TI-2 抗抗 原原LPS LPS 受体受体 TI-1 抗原抗原 TI-2 抗原抗原 信号转导信号转导 信号转导信号转导B B 细胞细胞TD-AgTI-Ag构造特点构造特点复杂，含多种表位复杂，含多种表位含单一表位含单一表位B细胞和细胞和T细胞表位细胞表位反复反复B细胞表位细胞表位 必需必需无需无需 T细胞辅助细胞辅助有有无无MHC限制性限制性B2B1激活激活B细胞细胞体液免疫和细胞免疫体液免疫和细胞免疫体液免疫体液免疫免疫应对类型免疫应对类型有有无无抗体类型抗体

15、类型IgM、IgG、IgA等等IgM免疫记忆免疫记忆表位组成表位组成TD-Ag与与TI-Ag的特性比较的特性比较 二、根据抗原与机体的亲源关系分类 1异嗜性抗原heterophilic antigen 又名Forssman抗原。实践上是指一类与种属无关的存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。 2异种抗原xenogenic Ag指来自另一物种的抗原性物质，如病原微生物、马血清抗毒素等。类毒素毒素马血清抗毒素超敏反响抗体抗原 3同种异型抗原allogenic Ag指同一种属不同个体之间所存在的抗原。 常见的人类同种异型抗原有： 1血型抗原 2主要组织相容性抗原HLA。 4本身抗原autoan

16、tigen 在感染、外伤、服用某些药物等影响下，使隔离抗原释放，或改变和修饰了本身组织的抗原构造，诱发对本身抗原的应对。同种异型抗原同种异型抗原异种抗原异种抗原5. 独特型抗原独特型抗原idiotypeic antigen本身免疫原本身免疫原TCR、BCR 或或Ig的的V区所具有的独特的氨基酸区所具有的独特的氨基酸顺序和空间构象，可诱导自体产生相应的特顺序和空间构象，可诱导自体产生相应的特异性抗体，这些独特的氨基酸序列称为独特异性抗体，这些独特的氨基酸序列称为独特型型idiotype, Id抗原，所诱生的抗体称抗抗原，所诱生的抗体称抗独特型抗体。独特型抗体。因此能以因此能以Ab1Ab2Ab3A

17、b的方式进展的方式进展下去，构成免疫网络，调理免疫应对。下去，构成免疫网络，调理免疫应对。三、根据抗原提呈细胞内抗原的来源分类三、根据抗原提呈细胞内抗原的来源分类u内源性抗原内源性抗原u 在在APC内新合成的抗原，如病毒内新合成的抗原，如病毒抗原、肿瘤抗原等，由抗原、肿瘤抗原等，由MHC-I类分子提呈类分子提呈给给CD8+T细胞细胞u外源性抗原外源性抗原u 并非由并非由APC合成、来源于细胞外合成、来源于细胞外的抗原，如吞噬的细胞或细菌等，由的抗原，如吞噬的细胞或细菌等，由MHC-II类分子提呈给类分子提呈给CD4+T细胞细胞四、其他分类四、其他分类 天然抗原和人工抗原 颗粒性抗原和可溶性抗原

18、 蛋白质抗原、多糖抗原和核酸抗原 移植抗原、肿瘤抗原、变应原、过敏原和耐受原一、超抗原一、超抗原 普通蛋白质抗原可激活机体总普通蛋白质抗原可激活机体总T细胞库万分细胞库万分之一至百万分之一的之一至百万分之一的T细胞。细胞。某些抗原物质，只需求极低浓度某些抗原物质，只需求极低浓度1-10ng/ml 即可激活即可激活2%-20%某些亚型的某些亚型的T细胞克隆，细胞克隆，产生产生 极强的免疫应对，但又不同丝裂原的作用，极强的免疫应对，但又不同丝裂原的作用，这类这类 抗原称之为超抗原抗原称之为超抗原superantigen， SAg。超抗原 TCRV b抗原肽MHC-II a T 细胞APC超抗原超抗

19、原superantigens, SAgsuperantigens, SAg能同时与MHC分子及TCR多肽结合，从而激活多克隆T细胞的蛋白质大分子。超抗原能与MHC-II分子及TCRb链结合，从而呵斥T细胞的非特异性活化。超抗原激活超抗原激活T细胞的特点细胞的特点v强大的刺激才干强大的刺激才干v无须抗原处置无须抗原处置v与与T细胞相互作用无细胞相互作用无MHC限制性限制性v选择性结合选择性结合TCR链链V区区v超抗原不仅可激活超抗原不仅可激活T细胞，而且能够诱导细胞，而且能够诱导T细胞的耐受细胞的耐受v超抗原的免疫识别位点分为两类：超抗原的免疫识别位点分为两类：MHC结结合位和合位和TCRV区结

20、合的区结合的T细胞表位细胞表位超抗原的生物学意义超抗原的生物学意义v参与某些病理过程参与某些病理过程 v SAg刺激大量刺激大量T细胞激活，产生多种细胞因子细胞激活，产生多种细胞因子引起某些疾病引起某些疾病vSAg与本身免疫应对与本身免疫应对 v SAg的强大刺激能够激活体内本身反响性的强大刺激能够激活体内本身反响性T细细胞，从而诱发本身免疫性疾病胞，从而诱发本身免疫性疾病vSAg与免疫抑制与免疫抑制 v T细胞因过度激活而被耗竭细胞因过度激活而被耗竭v与抗肿瘤效应与抗肿瘤效应 v CTL被大量激活而对肿瘤发扬杀伤作用被大量激活而对肿瘤发扬杀伤作用特点特点普通抗原普通抗原超抗原超抗原物质属性物质属性蛋白质、多糖蛋白质、多糖细菌外毒素、逆转录病毒细菌外毒素、逆转录病毒蛋白蛋白应对特点应对特点须被须被APC处置处置无须被处置无须被处置 然后被然后被T细胞识别细胞识别直接刺激直接刺激T细胞细胞反响细胞反响细胞B细胞、细胞、T细胞细胞CD4+T细胞细胞T细胞反响频率细胞反响频率l/1061/1041/201/5与与MHC-II分子结合部位分子结合部位肽结合沟肽结合沟非多态区非多态区与与TCR结合部