医学免疫学-第三章-抗原课件

1、医学免疫学陈小军第三章 抗原(Antigen)第一节 抗原的异物性与特异性第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素第三节 抗原的种类第四节 非特异性免疫刺激剂目的要求（一）掌握抗原、半抗原、表位的概念；抗原的基本性质；抗原的异物性与特异性。（二）熟悉影响抗原免疫原性的因素；抗原种类。（三）了解超抗原、佐剂和丝裂原等非特异性免疫刺激剂。抗原(Antigen,Ag)：能与TCR/BCR结合，启动免疫应答，并能与所产生的抗体或致敏淋巴细胞在体内、外发生特异性反应的物质。基本概念基本概念 抗原的两种特性：免疫原性（immunogenicity）： 能与B细胞和T细胞抗原受体结合，刺激细胞活化、增殖、分化，产

2、生抗体和致敏淋巴细胞的性能。抗原性（antigenicity）： 抗原与所诱导产生抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力。基本概念 载体(Carrier) 可与半抗原结合，使半抗原具有免疫原性的物质。常用载体包 括：BSA（牛血清蛋白）OVA（卵清蛋白）BGG（牛血清丙种球蛋白） 不完全抗原(Incomplete antigen, hapten 半抗原) 只具有抗原性而无免疫原性的物质。如一些小分子的化学 物质。 完全抗原(Complete antigen, Immunogen 免疫原) 同时具有抗原性和免疫原性的物质称为免疫原，又叫完全 抗原，如病原微生物和蛋白物质 。 基本概念 变应原（A

3、llergen) 能诱导机体产生变态反应的抗原。 耐受原（Tolerogen) 可诱导机体产生免疫耐受的抗原。抗原的基本理化性质 大于抗体或者TCR的抗原结合部位； 多为大分子有机物，分子量一般在10kDa以上； 蛋白质是最主要、最常见的抗原，其次是多糖； 脂多糖、糖蛋白、脂蛋白、多肽类激素等多具有免疫原性外来抗原进入体内可能产生的结果无应答 抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态抗原特异性体液和细胞免疫应答（正性应答）宿主此后的一段时间里对该抗原处于免疫状态超敏反应抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或损伤诱导免疫耐受（负性应答）宿主在此后的一段时间里对该抗原处于无反应状态100抗原浓度免疫应

4、答强度耐受耐受第一节 抗原的异物性与特异性一、异物性 ：是免疫原性的核心。1.异种物质：是指一种物质被机体免疫系统识别为非己的抗原异物的特性，亲缘关系越远，抗原性越强。2.同种异型物质：如ABO血型物质，HLA3.自身物质改变的自身成分：如衰变的细胞胚胎期免疫系统未接触的成分：如眼晶体蛋白第一节 抗原的异物性与特异性二、特异性 ： 抗原刺激机体产生免疫应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性。第一节 抗原的异物性与特异性抗原特异性的结构基础抗原表位 抗原表位（epitope)的概念： Ag分子中决定其特异性的特殊化学基团，它是与TCR/BCR或抗体特异结合的基本结构单位，又称抗原决定簇。蛋白质

5、：517个氨基酸残基 多糖：57个多糖残基抗原结合价： 抗原分子上能与抗体分子结合的抗原表位的总数。半抗原：1个抗原表位，1价抗原完全抗原：多个抗原表位，多价抗原 第一节 抗原的异物性与特异性第一节 抗原的异物性与特异性2.抗原表位的类型：线性表位：连续的aa片段构象表位：不相连的aa或糖基（1）从结构上分第一节 抗原的异物性与特异性2.抗原表位的类型：（2）从被免疫细胞识别上分B细胞表位T细胞表位 T细胞和B细胞表位的特性比较抗原分子表面抗原分子任意部位表位位置 构象表位，线性表位线性表位表位类型515Aa，5 7个单糖，5 7个核苷酸812Aa（CD8+T.cell）1217Aa（CD4+

6、T.cell）表位大小天然的多肽、多糖、脂多糖、有机化合物主要是线性短肽表位性质无需必需MHC分子BCRTCR表位受体B细胞表位T细胞表位区别点第一节 抗原的异物性与特异性3.影响抗原特异性的因素-由抗原表位的种类、性质、数目和空间构型所决定第一节 抗原的异物性与特异性影响抗原特异性的因素-由抗原表位的种类、性质、数目和空间构型所决定化学基团性质对抗原表位特异性的影响半抗原反应强度氨苯磺酸氨苯砷酸氨苯甲酸SO3HNH2AsO3HNH2COOHNH2+ + + + +/半抗原化学基团位置对抗原表位特异性的影响反应强度间位氨苯磺酸SO3HNH2+ + +/邻位氨苯磺酸邻位氨苯磺酸NH2SO3HNH

7、2SO3H+ + 4.半抗原载体效应 在免疫应答中，B细胞提呈载体表位给Th细胞，Th细胞活化后再辅助激活B细胞，即以载体把特异T-B细胞连接起来（T-B桥联），T细胞才能激活B细胞，称载体效应。在免疫应答中，B细胞识别半抗原（B细胞表位） T细胞识别载体表位（T细胞表位） 载体效应第一节 抗原的异物性与特异性4.半抗原载体效应 在免疫应答中，B细胞提呈载体表位给Th细胞，Th细胞活化后再辅助激活B细胞，即以载体把特异T-B细胞连接起来（T-B桥联），T细胞才能激活B细胞，称载体效应。在免疫应答中，B细胞识别半抗原（B细胞表位） T细胞识别载体表位（T细胞表位） 载体效应第一节 抗原的异物性与

8、特异性3.表位-载体作用（半抗原载体效应）半抗原与载体 半抗原DNP本身没有诱导免疫应答的能力。但是用与OVA偶联的DNP免疫小鼠，所得到的抗体（Ab2）能够在体外与半抗原特异地结合。在这种情况下DNP成为B细胞表位的一个部分。OVA抗 原 与 半 抗 原Ab2Ab2Ab1DNPOVAMitchison等，20世纪70年代半抗原-载体概念非常重要，它可以解释为什么低分子量化合物与体内载体蛋白质分子结合诱发超敏反应产生的药物过敏症。如苯胺类染料、镇静剂司眠脲、退热剂阿司匹林、氨基比林以及多种抗生素分解产物等是诱发药物过敏症的原因。 半抗原-载体的应用 例如用可卡因（半抗原）与载体蛋白耦联后免疫猴

9、和小鼠，可以诱导可卡因特异性的体液免疫应答。所产生的抗体能够加快可卡因的清除速度，降低血液和脑脊液中的可卡因含量，同时具有阻断可卡因生物学活性的作用。5. 共同抗原表位（common epitope）和交叉反应（cross-reaction ）(1) 共同抗原表位与共同抗原不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位，称为共同抗原表位；存在共同抗原在自然界很常见！(2) 交叉反应 一种抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表位的不同抗原都能产生免疫反应，称为交叉反应。与相应的抗体反应（）交叉反应（）交叉反应（）无反应（）交叉反应Ag1Ag2Ag3Ag4一、抗原分子的理化特性： 1.化学性质：蛋白质是良好

10、的抗原 2.分子量大小：分子量10KD为免疫原 分子量100KD为强抗原3.结构的复杂性：芳香族氨基酸 4.物理状态：聚合状态的蛋白质单体 颗粒性抗原可溶性抗原 第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素5.分子构象6.易接近性 如下图抗原性 + + + +多聚赖氨酸多聚丙氨酸酪氨酸谷氨酸氨基酸残基在合成多肽骨架侧链上的位置和间距与免疫原性的关系二、宿主方面的因素： 1.遗传因素：MHC控制2.年龄、性别与健康状态第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素 剂量、途径、免疫接种次数、免疫佐剂的选择。 三、抗原进入机体方式的影响：第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素 三、抗原进入机体方式的影响：第二节 影响抗原诱

11、导免疫应答的因素3 免疫途径以皮内最佳，皮下次之，腹腔注射和静脉注射相对较差，口服易耐受，注射间隔时间要适当，次数不能太频繁4 选择好佐剂由多个重复B表位组成TI-AgTI-1Ag:如细菌脂多糖,含有B细胞丝裂原和重复B细胞表位 ；可使不成熟、成熟的B细胞应答。TI-2Ag:如荚膜多糖、聚合鞭毛素，由多个重复B单位组成 ；仅使成熟的B细胞应答。一、根据产生抗体时需否Th细胞参与分类 由B表位和T表位组成胸腺依赖抗原(thymus dependent antigen,TD-Ag)：胸腺非依赖抗原(thymus independent antigen,TI-Ag)：第三节 抗原的种类 第三节 抗原

12、的种类TD-Ag与TI-Ag的比较TD-AgTI-Ag抗原性质绝大多数蛋白质抗原细菌多糖、多聚蛋白质、脂多糖等组成B细胞表位和T细胞表位重复的B细胞表位T细胞辅助必需无需免疫应答体液和细胞免疫体液免疫抗体类型IgG,IgM等多种IgM免疫记忆有无二、根据抗原与机体的亲缘关系而分类5.独特型抗原：TCR、BCR或Ig的V区所具有的独特的氨基酸顺序 和空间构型而成为自身免疫原，即独特型 （Id） 2.异种抗原：如病原微生及其产物。3.同种异型抗原：如ABO、Rh血型抗原，HLA4.自身抗原：隐蔽的自身抗原；修饰的自身抗原1.异嗜性抗原：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。（

13、又称Forssman抗 原）第三节 抗原的种类三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类内源性抗原：是指抗原提呈细胞内新合成的抗原，如病毒感 染细胞合成的病毒蛋白、肿瘤抗原等外源性抗原：来源于细胞外，由抗原提呈细胞通过胞饮、胞 噬和受体介导的内吞等作用摄取的抗原。如细 胞外感染细菌等。第三节 抗原的种类四、其他分类根据抗原产生的方式：天然抗原人工抗原：包括人工结合抗原、人工合成抗原、基因重组抗原等根据物理性状：颗粒性抗原、可溶性抗原根据化学性质：蛋白质抗原、多糖抗原、多肽抗原等根据诱导免疫应答的作用：移植抗原、肿瘤抗原、变应原、过敏原、耐受原等 一、超抗原（Superantigen ，SAg）1

14、.概念：只需极低浓度（110ng/ml）即可激活220% 某些亚型的T细胞克隆，产生极强的免疫应答，但又不同于丝裂原的作用，这类抗原称为超抗原。第四节 非特异性免疫刺激剂普通抗原：一种抗原决定簇只能活化一个克隆的淋巴细胞超级抗原：少数几个抗原决定簇就能活化多个克隆的淋巴细胞超抗原与T细胞结合的特征：以完整蛋白的形式激活T细胞与抗原提呈细胞表面的MHC II类分子的抗原结合槽外部结合活化的细胞克隆多不受 MHC限制其效应并非针对超抗原本身，而是通过分泌大量的细胞因子而参与某些病理生理过程超抗原 TCRVb抗原肽MHC-IIaT 细胞APC2.超抗原的种类：外源性超抗原：多为细菌的外毒素 内源性超

15、抗原：多为肿瘤病毒蛋白3.超抗原的生物学意义：诱导T细胞耐受；参与病理过程的发生：与食物中毒、AIDS、肿瘤和某些自身免疫病发病有关。第四节 非特异性免疫刺激剂4.超抗原与普通抗原比较 特点 普通抗原 超抗原物质属性 蛋白质、多糖 细菌外毒素、逆转录病毒蛋白应答特点 须被APC处理， 无须被处理， 后被T细胞识别 直接刺激T细胞反应细胞 B细胞、T细胞 CD4+T细胞T细胞反应频率 1/106104 1/201/5与MHC-分子结合部位 肽结合沟 非多态区与TCR结合部位 链V、J区 链V、D、J区 链V区APC存在 + +MHC限制性 + - 第四节 非特异性免疫刺激剂Th细胞抗原提呈细胞M

16、HC分子普通抗原肽TCR超抗原二、佐剂（adjuvant）1、概念 增强机体对抗原免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强剂2、种类 生物性：如卡介苗 无机化合物性：如氢氧化铝 人工合成类：如胞苷酸，脂质体 免疫刺激复合物 CpG等是新型的佐剂 常用的佐剂有弗氏完全佐剂（CFA）和弗氏不完全佐剂（IFA）3、作用机制1）改变抗原物理性状，增加抗原在体内停留时间；2）刺激抗原提呈细胞，增加对抗原的处理和提呈能力；3）刺激淋巴细胞增殖分化，增强和扩大免疫应答的能力。第四节 非特异性免疫刺激剂三、有丝分裂原(Mitogens)1.概念：可使一群淋巴细胞的所有克隆均激活的物质。2.种类：ConA、PHA、PWM、LPS等。 第四节 非特异性