医学免疫学第五章抗原讲义

医学免疫学第五章抗原讲义contents目录抗原概述抗原的结构与性质抗原的加工与提呈抗原与抗体的相互作用抗原在医学中的应用实验方法与技术01抗原概述抗原的定义与分类抗原的定义抗原是一类能刺激机体免疫系统产生特异性免疫反应，并能与相应免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内外发生特异性结合的物质。抗原的分类根据抗原性质的不同，可将其分为完全抗原和不完全抗原两大类。完全抗原具有免疫原性和反应原性两种性质，而不完全抗原仅具有反应原性。01020304免疫原性抗原能刺激机体免疫系统产生特异性免疫反应的特性。反应原性抗原能与相应免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）发生特异性结合的特性。异物性抗原与机体自身成分在结构上的差异程度决定了其异物性的大小，异物性越大，免疫原性越强。特异性抗原与抗体或致敏淋巴细胞结合的特异性是由抗原分子表面的特定化学基团所决定的。抗原的生物学特性刺激免疫系统产生免疫应答抗原进入机体后，可被免疫系统识别并刺激机体产生特异性免疫应答，包括细胞免疫和体液免疫。维持免疫平衡在正常情况下，机体免疫系统通过识别自身抗原和非自身抗原，维持着机体的免疫平衡状态。当机体受到外来抗原刺激时，免疫系统会产生相应的免疫应答以清除外来抗原，从而维持机体的健康状态。参与免疫记忆当机体再次遇到相同抗原时，免疫系统能够快速、准确地识别并清除该抗原，这一过程称为免疫记忆。抗原在免疫记忆的形成和维持中发挥着重要作用。抗原与免疫系统的关系02抗原的结构与性质抗原表位抗原的分子结构抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，又称抗原决定簇。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。不同来源的抗原物质具有相同或相似的抗原表位结构，能与同一种抗体发生结合反应的现象。交叉反应分子大小一般来说，抗原的分子量越大，含有抗原表位越多，结构越复杂，免疫原性越强。化学性质天然抗原多为大分子有机物，其免疫原性通常强于合成的小分子有机物。结构的复杂性结构复杂的抗原如蛋白质、核酸等通常具有较强的免疫原性。抗原的物理化学性质抗原与机体自身成分相异或未与机体免疫系统接触过的物质，具备免疫原性的基础。异物性抗原表位的特异性决定了抗原与抗体结合的特异性。特异性抗原与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力。免疫反应性抗原的免疫原性03抗原的加工与提呈抗原提呈细胞通过吞噬、吞饮或受体介导的内吞作用摄取抗原。抗原摄取在细胞内，抗原被降解成小分子肽段，以便与MHC分子结合。抗原降解抗原降解产物与MHC分子在细胞内结合，形成MHC-抗原肽复合物。MHC分子结合抗原的加工过程巨噬细胞（Mφ）通过吞噬作用摄取抗原，并在细胞内加工后提呈给T细胞。B细胞作为专职的抗原提呈细胞，能够将可溶性抗原提呈给T细胞。树突状细胞（DC）具有强大的抗原摄取、加工和提呈能力，能够激活初始T细胞。抗原提呈细胞的种类与功能MHCⅠ类分子途径主要提呈内源性抗原，如病毒感染细胞合成的病毒蛋白。抗原在胞质中被蛋白酶体降解成肽段，与MHCⅠ类分子结合后被转运到细胞表面。MHCⅡ类分子途径主要提呈外源性抗原，如摄入的细菌或可溶性蛋白质。抗原在专职抗原提呈细胞内被降解成肽段，与MHCⅡ类分子结合后被转运到细胞表面。CD1分子途径提呈某些非多肽类抗原，如脂质和糖脂。这些抗原与CD1分子结合后被转运到细胞表面，供T细胞识别。抗原提呈的途径与机制04抗原与抗体的相互作用特异性抗原与抗体结合具有高度的特异性，即一种抗体只能与相应的抗原结合，这种特异性是由抗原表位和抗体结合位点之间的空间构型决定的。可逆性抗原抗体结合是可逆的，即在一定条件下，结合的抗原抗体复合物可以解离成游离的抗原和抗体。比例性抗原抗体结合遵循一定的比例关系，即当抗原抗体比例适当时，结合反应最为充分，形成的复合物最多。抗原抗体结合的特点亲和力抗原抗体结合的亲和力是指抗原与抗体之间结合能力的强弱，亲和力越高，结合越牢固。结合常数抗原抗体结合的结合常数反映了结合的稳定性和亲和力的大小，结合常数越大，亲和力越强。解离常数抗原抗体结合的解离常数反映了结合的可逆性和稳定性，解离常数越小，结合的稳定性越高。抗原抗体结合的力学基础030201凝集反应颗粒性抗原（如细菌、红细胞等）与相应抗体结合后，在电解质参与下可发生凝集现象。中和反应某些抗原（如病毒、毒素等）与相应抗体结合后，可使其失去对易感细胞的感染力或毒性作用。补体参与的反应当抗原抗体复合物形成后，可激活补体系统，引发一系列生物学效应，如细胞溶解、炎症反应等。沉淀反应当可溶性抗原与相应抗体结合后，可在电解质存在下形成肉眼可见的沉淀物。抗原抗体结合的反应类型05抗原在医学中的应用减毒活疫苗利用弱毒或无毒的抗原制备，如麻疹、腮腺炎和风疹疫苗。灭活疫苗使用被杀死或灭活的病原体或其部分结构制备，如流感、百白破和狂犬疫苗。亚单位疫苗提取病原体中具有免疫原性的部分结构制备，如乙肝表面抗原疫苗和HPV疫苗。基因工程疫苗通过基因工程技术生产的抗原制备，如重组蛋白疫苗和DNA疫苗。抗原在疫苗制备中的应用利用抗原与相应抗体的特异性结合，进行免疫沉淀、免疫凝集等试验，用于检测病原体或其抗原。抗原抗体反应检测免疫标记技术免疫组织化学将抗原或抗体与荧光素、酶等标记物结合，用于定量或半定量检测抗原或抗体，如ELISA和荧光抗体技术。利用抗原抗体反应原理，对组织或细胞中的特定抗原进行定位、定性和半定量检测，用于病理诊断和科研。抗原在免疫诊断中的应用要点三抗体治疗通过注射针对特定病原体的抗体，中和病原体或其毒素，减轻或消除病症，如抗蛇毒血清和抗狂犬病毒血清。要点一要点二免疫调节治疗使用抗原或其片段，刺激或抑制机体的免疫反应，用于治疗自身免疫性疾病、过敏性疾病和移植排斥反应等。例如，使用TNF-α抑制剂治疗类风湿性关节炎和使用IL-2治疗某些癌症。细胞免疫治疗通过输注具有特定抗原受体的免疫细胞，增强机体对病原体的免疫应答能力，如CAR-T细胞疗法用于治疗某些血液系统恶性肿瘤。要点三抗原在免疫治疗中的应用06实验方法与技术抗原的制备与纯化方法从病原体或组织细胞中提取天然抗原，如细菌、病毒、寄生虫等。天然抗原的提取利用基因工程技术表达特定抗原蛋白。基因工程抗原通过凝胶电泳、层析、超滤等方法纯化抗原，去除杂质。抗原的纯化通过化学合成方法制备具有免疫原性的小分子物质或多肽。人工合成抗原凝集反应抗原与相应抗体结合后，在电解质参与下形成肉眼可见的凝集物。沉淀反应可溶性抗原与相应抗体结合后，在电解质参与下形成沉淀物。补体结合试验利用补体参与抗原抗体反应，形成具有生物学活性的复合物。中和试验病毒等抗原与相应抗体结合后，失去对易感细胞的感染力。抗原抗体反应的实验方法抗原检测的常用技术酶联免疫吸附试验（ELISA）将抗原或抗体包被在固相载体上，加入待检样本和酶标记的抗体或抗原，通过底物显色反应检测抗原或抗体。放射免疫测定（RIA）利用放