第10章：抗原和抗原提呈1

医学免疫学研究生第十一章抗原与抗原提呈湖北中医学院第一节抗原概述一、基本概念二、抗原的性质三、抗原的特异性四、抗原的种类五、诱导免疫细胞增生的其他成分抗原刺激机体免疫应答的过程一、基本概念(一)抗原

指能特异性诱导免疫应答，并且能与应答产生的抗体或效应细胞特异性结合的物质。1.免疫原性(immunogenicity)刺激机体产生免疫应答的特性。2.抗原性(antigenicity)与抗体或效应Ｔ细胞发生特异性结合的能力。(二)半抗原(hapten)和载体(carrier)

完全抗原

同时具有免疫原性和抗原性的物质。

半抗原

仅具有抗原性而无免疫原性的物质。

载体与半抗原结合而赋予其免疫原性的物质。(三)耐受原(tolerogen)和变应原(allergen)半抗原与载体抗原物质是否具有免疫原性，一方面取决于抗原本身的性质，另一方面取决于机体对抗原刺激的反应性。(一)抗原的异物性*异种物质*同种异体物质*自身抗原二、抗原的性质(二)一定的理化性状*分子量大小（一般在10kDa以上）*一定的化学组成和结构*分子构象和易接近性*一定的物理性状(三)完整性此外，抗原的免疫原性也与机体的应答能力有关，受遗传因素的控制。三、抗原的特异性特异性：物质之间的相互吻合性或针对性。抗原的特异性表现在两个方面：*免疫原性的特异性*抗原性的特异性意义：*特异性是免疫应答最重要的特点，也是免疫学诊断和防治的理论依据。抗原与抗体结合的特异性（一）抗原决定簇(antigenicdeterminant,AD)

*抗原特异性的分子基础

1.概念是抗原分子中的特殊化学基团，其性质、数目和空间构型决定了抗原特异性。又称表位(epitope)

*是抗原与TCR/BCR及抗体特异性结合的基本单位。化学基团的组成决定抗原的特异性化学基团的空间位置决定抗原的特异性

2.AD类别（1）按AD结构分类*构象决定簇（conformationaldeterminant）*顺序决定簇（sequentialdeterminant）（2）按决定基在抗原分子中的位置分类*功能性决定簇*隐蔽性决定簇（3）按识别决定簇的免疫细胞分类*T细胞决定簇：TCR（识别）表位*B细胞决定簇：BCR（识别）表位（4）载体决定簇与半抗原决定簇抗原决定基的类型及性质抗原的T细胞决定簇和B细胞决定簇

T细胞决定簇 B细胞决定簇 表位受体 TCRBCR MHC分子 必需 不需 表位性质主要是变性多肽 天然多肽、多糖、脂多糖、有机化合物 表位大小8-12氨基酸(CD8+T)5-15氨基酸、5-7单糖 12-17氨基酸(CD4+T)或5-7个核苷酸表位类型 线性表位 构象表位、线性表位表位位置抗原分子任意部位 抗原分子表面

T细胞和B细胞抗原表位的特性的比较

（二）抗原抗体反应的特异性*抗原-抗体反应犹如锁和钥匙，具有高度多态性；*特异性是由抗原决定簇所决定，而非由整个抗原分子决定；*抗原决定簇的空间位置很重要；*抗原结构的旋光度也与抗原特异性有关。（三）交叉反应

*交叉反应（crossreaction）：抗体（或抗原）除可与其相应抗原（或抗体）发生特异性反应外，有时还可与其他抗原（或抗体）发生反应。

*共同抗原：两种不同抗原具有相同或相似的抗原决定簇。抗原的交叉反应载体效应（一）根据抗原与机体亲缘关系分类*异种抗原（xenogenicAg）*同种异型抗原（allogeneicAg）：如ABO血型抗原、HLA抗原。*自身抗原（autoantigen）*异嗜性抗原（又称Forssman抗原）：存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。四、抗原的种类（二）根据产生抗体是否需要Th细胞辅助分类*胸腺依赖性抗原（thymusdependentantigen,TD-Ag）：由B细胞表位（半抗原）和T细胞表位（载体）组成，绝大多数蛋白质抗原属此类。*胸腺非依赖性抗原（thymusindependentantigen,TI-Ag）：由多个重复B细胞表位组成，可分为TI-1Ag和TI-2Ag。

TD抗原和TI抗原的异同TD抗原

TI-2抗原诱导婴幼儿免疫耐受刺激无胸腺小鼠产生抗体无T细胞的免疫应答激活T细胞多克隆B细胞激活对重复序列的需要抗原举例

+

+-

TI-1抗原

-

++

-

++

+

--

-

+-

-

-+白喉毒素、病毒血凝素、PPD等细菌多糖、多聚蛋白、百日咳杆菌、LPS等肺炎球菌脂多糖、沙门氏多聚鞭毛聚糖等胸腺非依赖性抗原激活B细胞的机制（三）其他分类方法*外源性抗原（exogenousantigen）

指非APC自身所产生的抗原。*内源性抗原（endogenousantigen）

指免疫效应细胞的靶细胞自身所产生的抗原。

（一）免疫佐剂(adjuvant)

与抗原一起或预先注入机体，可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答的类型。1．种类:微生物及其产物、多聚核苷酸、无机物,细胞因子等。 2．机制 *增加抗原表面积，使之易被吞噬； *延长抗原在体内停留时间； *诱发抗原注射部位及局部淋巴结炎症反应，刺激免疫细胞增殖。五、诱导免疫细胞增生的其他成分（三）超抗原(superantigen,SAg)

*超抗原：某些抗原物质，极低浓度即可激活机体2%-20%T细胞克隆产生极强的免疫应答。

（二）丝裂原（mitogen）*非特异的多克隆激活剂*对T、B细胞有相对选择性*可用于检测机体免疫系统的功能状态1．SAg的种类 *内源性(病毒性)SAg*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。2．SAg与T细胞结合的特点（1）无须APC加工，直接与MHC-II类分子非多态区外侧结合，无MHC限制性；（2）仅与TCRVβ片段结合。3．SAg的生物学意义（1）诱导T细胞耐受;（2）参与病理过程发生:活化大量T细胞，产生大量CK而致病。超抗原激活T细胞示意图───────────────────────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处理无须被处理然后被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1/106～1041/20～1/5与MHC结合部位肽结合槽非多态区与TCR结合部位α链V、J区-β链V、D、J区β链V区MHC限制性+-APC存在++───────────────────────超抗原与普通抗原比较

第二节抗原提呈一、抗原提呈和抗原提呈细胞的概念二、抗原提呈过程*外源性抗原提呈过程*内源性抗原提呈过程一、抗原提呈和抗原提呈细胞的概念1、抗原提呈

指抗原提呈细胞将抗原加工处理、降解为多肽片段，以抗原肽/MHC分子复合物的形式提呈给T细胞识别的过程。2、抗原提呈细胞(antigenpresentingcell,APC)*APC

能摄取、加工、处理抗原并将抗原信息提呈给T细胞的细胞，又称为辅佐细胞。*专职APC(professionAPC)：能组成性表达MHC-II类分子、具有较强的抗原提呈作用，包括巨噬细胞(Mφ)、树突状细胞(dendriticcell,DC)、B细胞等。*非专职性APC非组成性地表达MHC-II类分子，抗原提呈能力弱，包括内皮细胞、纤维母细胞、上皮及间皮细胞等。肿瘤细胞、病毒感染细胞等也可通过MHC-I类分子途径提呈抗原，属广义APC。*APC表面标志：MHC-I和/或MHC-II类分子；粘附分子。二、抗原提呈过程*外源性抗原(exogenousantigen)来源于APC外的抗原。*内源性抗原(endogenousantigen)APC内合成的抗原。外源性抗原和内源性抗原的产生(一)外源性抗原提呈(溶酶体或MHC-II类途径)

*指外源性抗原被APC摄取、加工、处理为抗原肽，与MHC-II类分子形成抗原肽/MHC-II类分子复合物，表达于APC细胞表面，供CD4+T细胞识别的过程1．APC摄取外源性抗原（１）巨噬细胞：吞噬、胞饮和受体介导的胞吞作用。

（２）树突状细胞：以胞饮和受体介导的胞吞作用为主，吞噬作用较弱。（３）B细胞：以BCR特异性摄取抗原为主；非特异性胞饮为辅；无吞噬作用。外源性抗原的摄取mIg介导的内吞补体受体介导的内吞Fc受体介导的内吞吞饮吞噬被动吸附2.外源性抗原的处理和加工天然抗原在胞内通过代谢而被修饰成能与MHC-II类分子结合的、具有强免疫原性的肽段，称为抗原的处理。