河北农业大学免疫学 抗原

河北农业大学免疫学抗原第1页/共49页本章要求理解并掌握概念抗原、抗原性、完全抗原、半抗原、免疫原、抗原表位、佐剂、免疫增强剂等概念。掌握影响免疫原性的因素。熟悉抗原的分类。理解并掌握佐剂的作用机制。了解常见重要的抗原。第2页/共49页目录抗原的概念及特点影响抗原免疫原性的因素抗原的种类及其医学意义非特异性免疫刺激剂4123第3页/共49页第一节抗原的概念及特点抗原（antigen，Ag）：凡是能刺激机体产生抗体和效应性淋巴细胞并能与之结合引起特异性免疫反应的物质。

第4页/共49页一、抗原的性质1.免疫原性（immunogenicity)

抗原能刺激机体产生抗体和效应性淋巴细胞的特性。2.反应原性（reactinogenicity）

抗原与相应的抗体或效应性淋巴细胞发生特异性结合的特性，也称之为抗原性（antigenicity）。

第5页/共49页完全抗原（completeantigen）：既具有免疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原，或称免疫原（immunogen）。

例如：蛋白质大分子半抗原（hapten）:只具有反应原性而无免疫原性的物质称为半抗原，或称不完全抗原（incompleteantigen）。

例如：小分子化合物、药物。

完全抗原与半抗原第6页/共49页简单半抗原：既不能单独刺激机体产生抗体，在与相应抗体结合后也不能出现可见反应，但却能阻止该抗体再与相应抗原结合。（只有一个抗原表位）

例如：抗生素、酒石酸、苯甲酸

复合半抗原：不能单独刺激机体产生免疫应答，但可以与相应抗体结合，在一定条件下出现肉眼可见的反应。（有多个抗原表位）

例如：细菌的荚膜多糖、类脂质、脂多糖简单半抗原与复合半抗原第7页/共49页二、抗原特异性

抗原诱导机体产生特异性免疫应答及与应答产物（抗体、效应性淋巴细胞）结合均呈抗原特异性。1.决定抗原特异性的分子基础抗原分子中存在的能与淋巴细胞特异性受体或分泌的抗体结合的化学基团成为抗原表位（antigenicepitope）或抗原决定基（antigenicdeterminant）。第8页/共49页（1）表位的大小抗原表位的大小是相当恒定的，通常具有500~700A的表面积。表位大小主要受T、B细胞抗原受体和抗体分子的抗原结合点所制约。表位的环形结构容积一般不大于3nm3

。蛋白质抗原的表位由5~7个氨基酸残基组成。多糖抗原由5~6个单糖残基组成。核酸抗原的表位由5~8个核苷酸残基组成。第9页/共49页（2）表位的数量抗原分子中抗原表位的数目称为抗原价含有多个抗原表位的抗原称为多价抗原只有一个抗原表位的抗原称为单价抗原单特异性表位—只含有一种特异性表位多特异性表位—含有两种以上不同特异性的表位单特异性多价表位多特异性多价表位第10页/共49页2.抗原表位的分类构象表位（conformationalepitope）：由序列上不相连续的多肽或多糖片段，在抗原分子表面形成稳定的空间构象所构成，又称不连续表位（discontinuousepitope）。线性表位（linearepitope）：

抗原分子中一段连续的、线性排列的氨基酸序列片段形成的表位，又称为连续表位（continuousepitope）或序列表位（sequentialepitope）。第11页/共49页B细胞表位：抗原分子中被B细胞受体（BCR）所识别的部位。T细胞表位：蛋白质抗原分子中被MHC分子结合、递呈，由TCR所识别的肽段。第12页/共49页第13页/共49页T细胞表位与B细胞表位比较第14页/共49页三、交叉抗原与交叉反应

抗原的交叉性：不同抗原物质之间、不同种属的微生物间、微生物与其它抗原物质间，有相同或相似的抗原组成或结构，也可能存在相同的抗原表位，这种现象称为抗原的交叉性或类属性。交叉反应:某些抗原诱生的抗体或效应性淋巴细胞，不仅可与自身抗原表位结合，还可以与其他抗原中相同或相似的表位结合。第15页/共49页第16页/共49页四、半抗原一载体效应

半抗原-载体现象：小分子的半抗原不具有免疫原性，不能诱导机体产生免疫应答，但当与大分子物质（载体）连接后，就能诱导机体产生免疫应答，产生抗体，这种现象称为半抗原-载体现象。载体效应：半抗原与载体结合后首次免疫动物，可测得半抗原的抗体（初次免疫反应），但当再次免疫时，半抗原连续的载体只有与初次免疫所用的载体相同时，才会有再次反应，这种现象称为载体效应（carriereffect）。第17页/共49页第18页/共49页

异源性一定的理化性状异种物质同种异体物质自身抗原分子结构分子大小易接近性抗原分子的特性一、抗原的理化性质

物理状态分子构象第二节影响抗原免疫原性的因素第19页/共49页返回第20页/共49页二、机体的生物学特性

受体动物的基因型受体动物年龄、性别与健康状态不同物种同一动物不同品系不同个体第21页/共49页三、抗原进入机体的方式免疫抗原的剂量免疫接种途径免疫接种次数免疫佐剂第22页/共49页第三节抗原的种类及其医学意义一、依据抗原诱生抗体时对T细胞的依赖性分类胸腺依赖性抗原(Thymusdependentantigen，TD-Ag)：这类抗原在刺激B细胞分化和产生抗体的过程中需要抗原递呈细胞和辅助性T细胞（Th）的协助。

绝大多数蛋白质抗原。刺激机体主要产生IgG类抗体，还可刺激机体产生细胞免疫应答和回忆免疫。第23页/共49页胸腺非依赖性抗原（thymusindependentantigen，TI

-Ag）：这类抗原直接刺激B细胞产生抗体，不需要T细胞的协助。大肠杆菌脂多糖（LPS）、肺炎球菌荚膜多糖（SSS）、聚合鞭毛素（POL）。第24页/共49页TI抗原和TD抗原的比较特性TI

抗原TD

抗原化学特性结构特点含有表位免疫应答特点APC参与T细胞依赖性应答类型诱生的Ig类型免疫记忆诱导免疫耐受性主要为某些多糖类结构结构简单具有相同的表位重复出现B细胞表位无载体表位多数不需要无体液免疫IgM不形成易多为蛋白质结构复杂具有T、B细胞表位有载体表位需要有体液免疫和（或）细胞免疫各类Ig，主要是IgG形成难第25页/共49页二、根据抗原与机体的亲缘关系分类

异种抗原（heteroantigen）同种异型抗原（alloantigen）血型抗原、同种移植抗原自身抗原（antoantigen）异嗜性抗原：与种属特异性无关，存在于人、动物、植物及微生物之间的共同抗原称为异嗜性抗原，它们之间有广泛的交叉反应性。独特型抗原

第26页/共49页什么情况下自身成分可成为抗原？自身蛋白的结构发生改变，如在烧伤、感染及电离辐射等因素的作用下，自身成分的结构可发生改变，可能对机体具有免疫原性。机体的免疫识别功能紊乱，将自身组织为异物，可导致自身免疫病。某些隐蔽的自身组织成分(如眼球晶状体蛋白、精子蛋白、甲状腺蛋白等)正常情况下由于存在解剖屏障而与机体淋巴系统隔绝，但在某些病理情况下（如外伤或感染）进入血液循环系统，机体视之为异物而引起自身免疫应答。第27页/共49页三、根据抗原提呈细胞内抗原的来源分类外源性抗原（exogenousantigen）：存在于APC间，需被抗原递呈细胞（巨噬细胞、树突状细胞、B细胞）摄取、加工、处理、递呈的抗原。

蛋白质、活的和灭活的微生物。内源性抗原（endogenousantigen）：抗原提呈细胞内新合成的抗原称为内源性抗原。

胞内菌和病毒感染细胞所合成的细菌抗原、病毒抗原，肿瘤细胞合成的肿瘤抗原、自身抗原。第28页/共49页四、其他分类

1.根据抗原的性质完全抗原不完全抗原（半抗原）简单半抗原与复合半抗原第29页/共49页2.根据化学性质抗原的化学性质天然抗原蛋白质脂蛋白糖蛋白脂质多糖脂多糖核酸血清蛋白（如白蛋白、球蛋白）、酶、细菌外毒素病毒结构蛋白等血清α、β脂蛋白等血型物质、组织相容性抗原等结核杆菌的磷脂类和糖脂质等肺炎球菌等的荚膜多糖革兰氏阴性菌的细胞壁、forssman抗原等核酸第30页/共49页五、重要的抗原1.微生物抗原细菌、病毒、寄生虫等具有较强的抗原性；可刺激机体产生特异性抗体；抗原组分复杂（蛋白质、多糖、类脂）。第31页/共49页(1)细菌抗原菌体抗原—O抗原，革兰氏阴性菌细胞壁抗原，脂多糖LPS鞭毛抗原—H抗原，鞭毛蛋白，抗原性强荚膜抗原—K抗原，酸性多糖菌毛抗原—蛋白质，抗原性强毒素抗原—细菌的外毒素（toxin），糖蛋白或蛋白质，具有很强的抗原性，可刺激机体产生抗体（抗毒素），灭活后成类毒素（toxoid）第32页/共49页（2）病毒抗原病毒表面抗原（囊膜抗原）

囊膜的纤毛突，具有型和亚型特异性，如禽流感病毒的血凝素（HA）抗原和神经氨酸酶（NA）。病毒衣壳抗原

具有型和亚型特异性，如口蹄疫病毒的VP1、VP2、VP3、VP4。核蛋白抗原NP抗原，具有特异性。非结构蛋白抗原病毒的复制酶，具有抗原性，可用于区分灭活疫苗免疫动物和自然感染动物。第33页/共49页保护性抗原：

微生物具有多种抗原成分，但其中只有1~2种抗原成分刺激机体产生的抗体具有免疫保护作用，因此将这些抗原称为保护性抗原或功能抗原。

口蹄疫病毒的VP3、传染性法氏囊病毒的VP2，肠致病性大肠杆菌的菌毛抗原（如K88、K99等）和肠毒素抗原（如ST、LT等）。第34页/共49页2.非生物抗原血型抗原—红细胞膜抗原，糖蛋白动物血清与组织浸液酶类激素3.人工抗原合成抗原结合抗原第35页/共49页第四节非特异性免疫刺激剂免疫刺激剂：与抗原特异性激活T/B应答不同，某些物质可非特异性激活T细胞和B细胞，称为免疫刺激剂。第36页/共49页一、免疫佐剂

佐剂（adjuvant）：

先于或与抗原混合同时注入体内，能非特异性的改变或增强机体对该抗原的特异性免疫应答，发挥辅助作用的物质统称为佐剂。第37页/共49页1.佐剂的作用机制改变抗原物理性状，促进抗原缓释，延长抗原在体内滞留时间；刺激单核-吞噬细胞，增强其对抗原的处理和提呈；刺激淋巴细胞增殖分化，增强和放大免疫应答。第38页/共49页2.常见佐剂微生物及其代谢产物细胞因子（IL-1、IL-2、IFN-γ）蜂胶（树脂+蜜蜂上颚腺分泌物+蜂蜡）脂质体（磷脂双层膜性小体）核酸及其类似物（如非甲基化的CpG）免疫刺激复合物（ISCOM,植物皂甙+胆固醇）人工合成佐剂（胞壁酰二肽）第39页/共49页弗氏佐剂矿物油（液体石蜡）羊毛脂（乳化剂）结核分支杆菌（卡介苗）弗氏不完全佐剂弗氏完全佐剂第40页/共49页超抗原（superantigen，SAg）：

具有强大的刺激T细胞活化的能力，只需极低浓度（1ng~10ng/ml）即可诱发最大的免疫效应的一些细菌和病毒的抗原成分。

细菌的毒素如金黄色葡萄球菌的肠毒素；反转录病毒基因编码的抗原成分。二、超抗原第41页/共49页超抗原激活T细胞的机制第42页/共49页超抗原介导中毒性休克的机制第43页/共49页三、丝裂原

亦称有丝分裂原，属非特异性淋巴细胞多克隆激活剂。作用机制：

通过与淋巴细胞表面丝裂原受体结合，刺激静止淋巴细胞转化为淋巴母细胞并发生有丝分裂，从二级或某一类淋巴细胞的全部克隆。第44页/共49页作用于人和小鼠T