免疫抗原课件

第三章抗原

Antigen，Ag抗原〔antigen,Ag)是指能与T或B细胞的TCR/BCR结合，促使其增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。根本概念TCR(Tcellreceptor)：T细胞(抗原识别)受体BCR(Bcellreceptor)：B细胞(抗原识别)受体外源物质Antigen机体免疫系统致敏T淋巴细胞抗体免疫原性抗原性体内、体外特异性结合根本概念免疫应答response免疫反响reactionAg的特性免疫原性〔immunogenicity〕：能刺激机体产生免疫应答的能力，包括诱导产生抗体及致敏T淋巴细胞。

抗原性〔antigenicity〕：与抗体or致敏T淋巴细胞，即免疫应答产物发生特异性结合的能力。完全抗原〔completeantigen〕/免疫原〔immunogen〕：同时具有免疫原性与抗原性的物质。不完全抗原〔incompleteantigen〕/半抗原〔hapten〕：只有抗原性，无免疫原性的抗原。载体〔carrier〕：与半抗原结合而赋予其免疫原性的物质。根本概念耐受原〔tolerogen〕诱导机体产生耐受的抗原

变应原〔allergen〕诱导机体产生变态反响〔超敏反响〕的抗原根本概念

第一节抗原的异物性与特异性

一、异物性二、特异性一、异物性异物性foreignness

是指一种物质被机体免疫系统识别为非己的特性。异物性是免疫原性的本质，包括两个涵义：

①与机体的组织结构不相同的物质，如微生物、异种动物血清等

②机体的免疫系统从未接触过的物质，如精子、晶状体蛋白等

一、异物性⑴异种物质

Ag与宿主的种系关系越远，组织结构间的差异越大，免疫原性就越强。反之越弱。⑵同种异体物质高等动物同种不同个体间，由于遗传基因不同，其组织细胞或体液某些成分的分子结构也存在差异。⑶自身抗原正常情况下，自身成分无免疫原性。当受到理、化、生物因素的影响，其分子结构发生改变后，即具有免疫原性，成为自身抗原;或自身隔绝成分接触ICC(免疫活性细胞)而成为自身抗原。二、抗原特异性抗原特异性〔specificity〕是指抗原与其受体〔TCR/BCR〕和免疫应答产物抗体专一结合的性质。抗原的特异性是免疫应答中最重要的特点，也是免疫学诊断和免疫学防治的理论依据。抗原特异性既表现在免疫原性上，又表现在免疫反响性上。抗原表位〔epitope〕抗原决定基〔antigenicdeterminant〕被抗原受体TCR/BCR特异性识别的抗原局部。抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，它是与TCR/BCR及抗体特异结合的根本单位。表位半抗原二、抗原特异性Agepitope1epitope2epitope3epitope4epitope5

〔1〕按表位结构特点分类顺序表位sequentialepitope/线性表位linearepitope由连续性排列的短肽构成。(T细胞只能识别由抗原提呈细胞加工提呈的线性表位)

构象表位conformationalepitope/非线性表位non-linearepitope短肽或多糖残基在序列上不连续性排列，在空间上形成特定的构象。(B细胞识别)抗原表位的类型T细胞表位B细胞表位天然抗原分子降解后抗原分子降解3121和2可存在，3消失抗原表位的类型12T细胞表位与B细胞表位〔虽有隐蔽性抗原，BCR识别时仍需暴露在外表〕 表位的性质、数目、位置和空间构象决定着抗原表位的特异性影响抗原特异性的因素NH2NH2NH2NH2COOHSO3HAsO3H2化学集团的性质对表位特异性的影响载体-苯胺载体-对氨基苯甲酸载体-对氨基苯磺酸载体-对氨基苯砷酸半抗原反响针对以下物质的抗血清+++–––––+++±––––+++±–+++±––苯胺对氨基苯甲酸对氨基苯磺酸对氨基苯砷酸NH2NH2NH2NH2COOHCOOH化学基团〔COOH〕的位置对抗原表位的影响载体-苯胺载体-邻位氨基苯甲酸载体-间位氨基苯甲酸载体-对位氨基苯甲酸半抗原反响针对以下物质的抗血清+++–––––++++––––+++±–+++––苯胺COOH邻位氨基苯甲酸间位氨基苯甲酸对位氨基苯甲酸立体异构型对抗原表位特异性的影响载体-右旋酒石酸载体-左旋酒石酸载体-消旋酒石酸半抗原反响针对以下物质的抗血清++±

–±–++±–±±

+++右旋左旋消旋COOHCHHOHCOHCOOHCOOHCHOHCHHOCOOHCOOHHCOHHCOHCOOH结论：①Ag、Ab反响具高度特异性，犹锁与钥匙关系②特异性由表位决定，性质不同那么特异性不同③表位性质相同，但空间位置不同，特异性也不同④表位性质、位置相同，但旋光性不同，特异性也不同影响抗原特异性的因素表位-载体作用实验组初次应答再次应答抗DNP抗体

1BSA-DNPBSA-DNP+++

2BSA-DNPOA-DNP+

3BSA-DNP+OAOA-DNP+++

BSA-DNP：牛血清白蛋白-二硝基苯

OA-DNP：卵白蛋白-二硝基苯结论：1半抗原无免疫原性2完全抗原具免疫原性，可诱导针对半抗原的特异性抗体3半抗原只有耦联在相同的载体上才能诱导产生抗半抗原抗体的再次应答。完全抗原：半抗原—载体表位↑↑

B细胞识别T细胞识别表位-载体作用共同抗原和交叉反响共同抗原〔commonepitope〕两种不同的抗原间具有相同或相似的抗原表位称为共同抗原。交叉反响〔cross-reaction〕：一种抗原刺激机体产生的抗体或致敏淋巴细胞可与具有相同或相似抗原表位的不同抗原发生反响。应用：发病机制的研究；协助实验室诊断Ag1Ag2A.与相应抗体反响〔++++〕B.交叉反响〔+++〕A:Ag1有两个不同的决定簇，与相应抗体发生特异性结合反响B：Ag2有一个决定簇与Ag1构型相同，与Ag1抗血清发生交叉反响。Ag3Ag4C.交叉反响〔++〕D.无反响〔—〕C：Ag3有一个决定簇与Ag1构型相似，与Ag1的抗血清发生交叉反响。D：Ag4的决定簇与Ag1完全不同，与Ag1的抗血清不发生反响。A族链球菌细胞壁多糖类Ag：心瓣膜糖蛋白——风心病链球菌蛋白质Ag〔M蛋白〕：心肌成分——风心病A族链球菌：肾小球基底膜——急性肾小球肾炎大肠杆菌O14脂多糖：人结肠粘膜——溃疡性结肠炎肺炎支原体引发的非典型肺炎

MG株链球菌+肺炎支原体病人血清+发病机理的研究临床意义协助诊断

第二节影响抗原免疫应答的因素一、抗原分子的理化特性二、宿主方面的因素三、抗原进入机体方式的影响1、化学性质蛋白质——良好抗原；复杂多糖类——有免疫原性脂类——难以诱导免疫应答糖蛋白、脂蛋白——有免疫原性：脂多糖——有免疫原性；哺乳动物细胞核成分：DNA、组蛋白——难以诱导免疫应答细胞突变〔肿瘤细胞〕、或过活化——染色质、DNA、组蛋白——具有免疫原性一、抗原分子的理化特性2、分子量大小一般说，分子量越大，免疫原性越强通常完全抗原>10kDa,个别>100kDa良好抗原>5kDa-10kDa弱抗原﹤4-5kDa一般不具免疫原性3、结构的复杂性蛋白质：氨基酸类型〔芳香族氨基酸起重要作用〕、数目决定；多糖：单糖类型、数目决定。4、分子构象〔conformation〕:抗原表位的三维立体结构决定该Ag能否与相应淋巴细胞上抗原受体吻合，启动免疫应答。5、易接近性(accessibility)：Ag中特殊化学基团与相应抗原受体相互接触的难易程度。特殊化学基团必须暴露于分子外表。(氨基酸残基侧链位置不同影响与抗原受体的结合)6、物理性状：环状结构>直链结构聚合状态>单体状态颗粒性>可溶性4、抗原分子构象和易接近性免疫原性1遗传因素个体遗传基因〔主要为MHC〕的不同使不同个体对同一抗原有不同程度的应答MHC控制对抗原肽的免疫应答二、

宿主方面的因素2

年龄、性别与健康状态青壮年免疫应答＞老年和幼年；新生和婴儿对多糖类不应答性别：雌性抗体生成＞

雄性；健康状态：怀孕应答能力受抑制感染或免疫抑制剂可干扰和抑制免疫应答1、抗原进入机体的剂量：适中，过高或过低易致免疫耐受2、进入途径：皮内最正确＞皮下＞腹腔和静脉，口服易致耐受3、两次免疫间的时间间隔：适当4、免疫次数：不要太频5、免疫佐剂的应用和佐剂的类型：弗氏佐剂诱导IgG，明矾佐剂诱导IgE三、抗原进入机体的方式第三节抗原的种类

1、根据产生抗体是否需Th细胞辅助分类2、根据抗原与机体的亲缘关系分类3、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类4、根据化学性质等不同的其他分类一、据产生抗体是否需Th细胞辅助分类胸腺依赖抗原thymusdependentantigen，TD-Ag必须有Th细胞的辅助才能刺激B细胞产生抗体的抗原胸腺非依赖抗原thymusindependentantigen，TI-Ag不须Th细胞的辅助即可刺激B细胞产生抗体的抗原一、根据产生抗体时需否Th参与而分类胸腺非依赖抗原〔TI-Ag〕

特点：〔1〕主要为多糖类物质

〔2〕结构简单只含B表位，无T表位TI-1Ag：B细胞丝裂原+B细胞表位，TI-2Ag：重复B细胞表位〔3〕只引起体液免疫抗体应答：B细胞产生Ab不需Th参与，多数不需Mφ。抗体为IgM，无Ig类别转换。〔4〕不引起细胞免疫、无免疫记忆、无再次应答。TD-Ag〔大分子蛋白〕TI-Ag〔多糖〕

TD-Ag与TI-Ag结构示意图TD-Ag与TI-Ag的特性比较

TD-AgTI-Ag组成B细胞和T细胞表位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多种IgM免疫记忆有无注意：胸腺非依赖抗原还是完全抗原。1.异种抗原〔xenoantigen)2.同种异型抗原(alloantigen)3.自身抗原(selfantigen)4.独特型抗原〔idiotypicantigen〕5.异嗜性抗原(heterrophileantigen)二、根据抗原来源与机体的亲缘关系分类二、根据抗原与机体的亲缘关系而分类1、异种抗原〔xenogenicantigen〕指来自于另一物种的抗原性物质。如：细菌抗原、动物血清、动植物蛋白抗血清对人而言，既是特异性抗体，又是特异性抗原，可致超敏反响。2、同种异型抗原〔allogenicantigen〕同一种属不同个体之间所存在的抗原。如：ABO血型、HLA及Ig的同种异型3、自身抗原〔autoantigen〕可诱导特异性免疫应答的自身成分。隐蔽抗原、被修饰、改进的组织的自身组织的抗原结构。4、独特型抗原〔idiotypicantigen〕存在于TCR、BCR和Ig的V区的独特的氨基酸顺序和空间构象，可诱导自体产生特异性抗体。形成Id-抗Id网络，参与免疫调节。二、根据抗原与机体的亲源关系而分类5、异嗜性抗原又称Forssman抗原，指一类与种属无关，存在于人、动、植和微生物之间的共同抗原。如：链球菌蛋白质Ag〔M蛋白〕：心肌成分——风心病A族链球菌：肾小球基底膜——急性肾小球肾炎大肠杆菌O14脂多糖：人结肠粘膜——溃疡性结肠炎1、内源性抗原〔endogenousantigen〕指在指在抗原提呈细胞(antigenpresentingcell,APC〕内新合成的抗原。如：病毒抗原，肿瘤抗原2、外源性抗原〔exogenousantigen〕并非由APC合成，来源于细胞外是抗原。如：吞噬的细菌或细胞三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类

抗原产生方式——天然抗原、人工抗原物理形状——颗粒性抗原、可溶性抗原化学性质——蛋白质抗原、多糖抗原、多肽抗原抗原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。

四、其他分类超抗原免疫佐剂有丝分裂原第三节非特异性免疫刺激剂某些抗原物质，只需要极低浓度〔1-10ng/ml〕即可激活2～20%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，这类抗原称超抗原。SAg与T细胞结合的特点〔1〕无需APC加工，无MHC限制性，直接与MHC-Ⅱ类分子抗原结合槽外侧。〔2〕仅与TCRVβ片段外侧结合。避开TCR超变区，故一种超抗原能活化多数T细胞。1、超抗原〔superantigen，SAg〕SAg的种类内源性〔病毒性〕SAg：如小鼠次要淋巴细胞刺激抗原；外源性〔细菌性〕SAg：多为细菌的外毒素，如金葡菌的肠毒素、链球菌致热外毒素等。

外源性SAg:细菌、毒素等内源性SAg：病毒蛋白产物

TCRVSAg：HSP(热休克蛋白)

SAgB细胞SAg：SPA(金黄色葡萄球菌A蛋白)、HIVgp120T细胞SAgTCRV型SAg

SAg的生物学意义〔1〕诱导T细胞耐受〔2〕参与病理过程的发生：活化多数T细胞产生大量细胞因子而致病超抗原与普通抗原比较特点普通抗原超抗原

化学性质蛋白质、多糖细菌外毒素逆转录病毒蛋白应答特点须被APC处理，无需被处理然后被T识别直接刺激T细胞反响细胞T、BB、TCRαβ+T、TCRγδ+TT细胞反响频率1/106~1041/20~1/5MHCⅡ类分子结合部位肽结合沟非多态区与TCR结合部位与α〔VJ区〕β〔VDJ〕β链V区MHC限制性+—APC存在++

预先或与抗原同时注入体内，可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强物质。

种类：弗氏完全佐剂和弗