药本绪论+抗原 (2)课件

1、微生物学与免疫学Microbiology and Immunology病原生物学与免疫学教研室绪 论一、微生物学与免疫学（一）微生物与微生物学概念*微生物（microorganism）：是一群形体微小、结 构简单、分布广泛、增殖迅速、肉眼看不见，须借助显微镜放大数百倍、乃至数万倍才能看到的微小生物。*微生物的分类 非细胞型微生物：最小，无细胞结构，专性细胞内寄生，仅有一种核酸(DNA或RNA)，如病毒。 原核细胞型微生物：仅有核质，无核膜和核仁，只有核糖体，含两类核酸，如细菌、衣原体、立克次体、支原体、螺旋体和放线菌。 真核细胞型微生物：核分化程度高，有核膜和核仁，细胞器完整，含两类核酸，如真

2、菌。微生物在自然界的分布以及与人类的关系分布广泛与人类的关系 食物链，碳氮循环；微生物发酵法生产味精；固氮菌作为菌肥，苏芸金杆菌灭虫；处理含酚、有机磷及印染废水；生产抗菌素、基因工程疫苗等 正常菌群：存在于人和动物体无害的微生物。 条件致病菌：在正常条件下不致病，只在特定条件下致病。 病原微生物：对人类和动植物致病。 引起工业、农副产品和生活用品的腐蚀和霉烂。1819世纪肆虐欧洲大陆的黑死病（鼠疫）免除税赋，免除差役 immunitas免于疫患，免除瘟疫 immunity *免疫 (Immunity)：机体对“自己”和“非己”识别、应答过程中所产生的生物学效应，正常情况下是维持内环境稳定的一种

3、生理性功能。 免疫学：研究机体免疫系统的组织结构和生理功能的科学。（二）免疫与免疫学概念 免 疫 细 胞 免疫分子（膜分子和可溶性分子） 固有免疫（innate immunity）：亦称天然免疫、 非特异性免疫（nonspecific immunity），是种 群在长期进化过程中逐渐形成的抵御病原体侵袭的 第一道防线。 特点：先天具有；无特异性；无记忆性。 适应性免疫（adaptive immunity）：亦称特异性 免疫（specific immunity）、获得性免疫 （acquired immunity），是个体接触特定抗原而 产生的，仅针对该特定抗原而发生反应。 特点：后天获得；有特异

4、性；有记忆性。*免疫的类型二、微生物学和免疫学的发展简史（一）微生物学与抗感染免疫发展时期16世纪中国人创用人痘苗预防天花。1675年列文虎克首次在显微镜下观察细菌。1796年琴纳发明牛痘苗预防天花。1857年巴斯德创立了巴氏消毒法、研制几种减毒活疫苗。微生物学独立。1877年郭霍创用了细菌分离法、细菌染色法和实验动物感染法，提出了郭霍法则。 1892年伊凡诺夫斯基发现第一种病毒。 19世纪末建立细胞免疫学说（梅契尼可夫等）和体液免疫学 说（欧立希等）。1903年，瑞特等统一免疫学两个学派。 1891年，Behring利用白喉患者血清治愈患者。 后来形成抗 体的概念。 20世纪初到40年代，多

5、种化学药物合成及抗生素的发现。（二）现代免疫学与现代微生物学时期1957年，澳大利亚免疫学家Burnet提出克隆选择学说，开启了现代免疫学的新阶段从整体、器官、细胞、分子和基因水平探讨免疫系统结构与功能，并阐明基本免疫学现象的本质和其机制微生物基因组的研究、微生物学诊断技术、疫苗研制有了快速发展；促进了新病原微生物的发现三、微生物学与免疫学的发展趋势及其在医药学中的作用 在分子水平研究微生物 免疫学向基础和临床渗透 新技术的应用抗 原 (Antigen)抗原的概念 *抗原(Antigen,Ag)：指能与淋巴细胞抗原受 体（TCR/BCR）特异性结合，刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能与相

6、应免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内、外发生特异性反应的物质。 抗原是机体免疫应答发生的始动因素活化的B细胞抗体活化的杀伤T细胞免疫原性（immunogenicity) 能够刺激机体产生免疫应答，包括诱导产生抗体 及效应淋巴细胞。免疫反应性或抗原性 (immunoreactivity/antigenicity) 能与抗体或效应T淋巴细胞特异性结合的能力。 *完全抗原（immunogen）：既有免疫原性又有免疫反应性的物质，即通常所说的抗原。 *半抗原（hapten）：又称不完全抗原，仅具有免疫反应性而无免疫原性的物质。 载体（carrier）：与半抗原结合而赋予其免疫原性的物质，一般是蛋

7、白质。 半抗原与载体（Hapten and carrier）半抗原 + 载体 = 完全抗原半抗原（小分子）免疫应答+载体完全抗原 免疫原（immunogen）：诱导机体产生正免疫 应答的抗原。 变应原（allergen）：诱导机体产生超敏反应 的抗原。 耐受原（tolerogen）：诱导机体产生免疫耐受 的抗原。抗原的不同命名*决定抗原免疫原性的因素一、抗原的理化性质分子大小 10kDa有免疫原性。一般分子量越大免疫原性越强化学组成 蛋白质免疫原性较强，多糖、多肽有一定的免疫原性，脂类、核酸多无免疫原性。 结构越复杂免疫原性越强。含芳香族氨基酸则免疫原性强。如酪氨酸抗原表位的易接近性 指抗原决

8、定基是否易被淋巴细胞表面的抗原受体所接近。物理性状 颗粒性抗原强于可溶性抗原；多聚体强于单体。二、抗原与机体的相互作用1.异物性抗原的异物性是决定免疫原性的首要条件 异物：是在胚胎期未与淋巴细胞充分接触过的物质。亲缘关系越远则异物性越强，即免疫原性越强。2.机体因素遗传因素 机体对抗原的应答是受免疫应答基因控制的。 因个体遗传基因的不同，人群中对同一抗原可有不 同程度的应答。年龄、性别和健康状态3.免疫方式 与抗原进入机体的途径、剂量、是否应用佐剂有 关 抗原进入机体的途径，其刺激免疫系统产生应答 由强到弱依次为：皮内注射皮下注射肌内注 射腹腔注射静脉注射口服 二、抗原与机体的相互作用 抗原的

9、特异性：即专一性，指抗原诱导机体产生特异性免疫应答并与应答产物发生专一结合的特性。 是由抗原分子上的表位所决定的。抗原的特异性一、决定抗原特异性的分子结构基础1.抗原表位的概念 *表位（epitope）/抗原决定基(antigenic determinant)：抗原分子中决定抗原特异性的基本结构或化学基团。 一般由515氨基酸残基、57多糖残基或核苷酸构成 是与TCR/BCR及抗体特异性结合的基本单位 表位的性质、数目、位置、空间构象等均可影响抗原的特异性 化学基团性质决定抗原特异性 化学基团位置决定抗原特异性2.抗原结合价 抗原结合价（antigen valence）：抗原分子表面能 与抗体

10、分子结合的表位的数量。 半抗原为单价；完全抗原含多种、多个表位，一般 为多价3.抗原表位的类型1）依表位的结构分类 线性表位（连续性表位）：指一段序列相连续的短 肽片段，多位于抗原分子的内部。 构象性表位（非线性表位）：指序列上不连续、形 成特定空间构象的短肽片段，一般位于分子的表面。2）根据识别细胞分类 T细胞表位：被T细胞的TCR识别的表位。 特点：为线性表位；位于抗原分子的任何部位；经 加工处理后才能暴露 B细胞表位：抗原中能被B细胞的BCR或抗体识别的 表位。 特点：为线性表位或构象性表位；位于抗原分子表 面；直接被识别二、交叉抗原与交叉反应 *交叉反应（cross reaction)

11、：抗体或致敏淋巴 细胞与具有相同或相似表位的不同抗原的反应。 *共同表位：不同抗原之间具有相同或相似的抗原 表位。 共同表位的存在是交叉反应的物质基础抗原1抗原2交叉抗原的生物学意义 人与病原微生物的共同抗原，可造成人体免疫损伤 诊断和鉴定时必须排除交叉抗原的干扰 应用交叉抗原可诱导针对难制备抗原的免疫应答 抗原的分类及其在医药学中的应用（一）根据抗原诱生抗体时对T细胞的依赖性 *胸腺依赖性抗原(thymus dependent antigen,TD-Ag) 需要T细胞的辅助才能刺激B细胞产生抗体。 绝大多数蛋白质抗原；结构复杂，有多种抗原表位； *胸腺非依赖抗原(thymus indepen

12、dent antigen, TI-Ag) 不需要T细胞的辅助可直接激活B细胞产生抗体。可分为TI- 1Ag和TI-2Ag。 结构单一，抗原表位种类单一，重复排列。（二）根据抗原与机体的亲缘关系分 *异种抗原（xenogenic antigen）：来自不同种属的 抗原。如病原微生物及其产物、动物免疫血清 *同种异型抗原（allogenic antigen）：指同一种属 不同个体之间所存在的抗原。ABO血型抗原和HLA抗 原。 *自身抗原（autoantigen）：在感染、外伤、服用某 些药物等影响下，隔离抗原释放、或改变和修饰的 自身组织成为自身抗原。 *异嗜性抗原（heterophilic a

13、ntigen）：又名 Forssman抗原，指存在于人、动物、植物及微生物 之间的共同抗原。类毒素毒素马血清抗毒素超敏反应抗体抗原RBC+RBC补体RBCRBCA型A抗原B型抗A抗体抗A抗体RBC自身免疫性溶血性贫血药物RBC自身抗体 RBC抗原抗体复合物激活补体红细胞膜C9C8C5b67乙型溶血性链球菌细胞壁C抗原、M抗原链球菌感染急性肾小球肾炎心瓣膜的糖蛋白心肌成分风湿热A族链球菌肾小球基底膜（三）根据抗原的产生方式 *天然抗原：存在于自然界的抗原。 *人工抗原：借助基因重组和化学合成的抗原。（四）其他分类方法 根据抗原的两个基本特性 完全抗原、半抗原 根据TD抗原是否由抗原提呈细胞所摄取

14、 外源性抗原(exogenous antigen)：指由抗原递呈细 胞从外部所摄取的抗原。 内源性抗原(endogenous antigen)：指在抗原递呈 细胞内合成的抗原。 根据抗原诱导免疫应答的性质 移植抗原、肿瘤抗原、微生物抗原、变应原、耐受 原等 根据抗原的理化性质 颗粒抗原、可溶性抗原、蛋白抗原、多糖抗原、多 肽抗原。抗原在医药学实践中的应用 疾病的诊断与辅助诊断：用已知抗原/抗体检测 未知抗体/抗原。 疾病的治疗：研制治疗性疫苗；减敏治疗；肿 瘤疫苗 疾病的预防：研制预防性疫苗 医学研究非特异性免疫刺激剂一、免疫佐剂(immunoadjuvant) *免疫佐剂：指与抗原同时或预先

15、注入机体后，可 增强该抗原的免疫原性或改变机体免疫应答类型的物质，简称佐剂。 是一种非特异性免疫增强剂1.免疫佐剂的种类 化合物：氢氧化铝、明矾、矿物油、吐温-80、 弗氏佐剂（最常用于动物实验）、脂质体、人工 合成的多聚物等。 生物制剂：经处理/改造的细菌及其代谢产物、 细胞因子及热休克蛋白等。如BCG、LPS 2.佐剂的作用机制 改变抗原的物理性状，延缓Ag在体内的存留时 间，从而更有效地刺激机体免疫系统 引发炎症反应，刺激单核吞噬细胞系统，增强其 处理和呈递抗原的能力 刺激淋巴细胞增殖、分化，增强和扩大免疫应答 的效应3.佐剂的应用 增强特异性免疫应答，用于预防接种及制备动物 抗血清； 作为非特异性免疫增强剂，用于抗肿瘤和抗感染 的辅助治疗二、超抗原（superantigen，SAg） 概念：只需要极低浓度（110ng/ml）即可活化大 量（2%20%）T细胞或B细胞，并诱导强烈的免疫 应答