第3章+抗原.ppt

1、居颂光,Songguang_,Main Theme for Medical Immunology,Molecules,Antigen,Antibody Complements CK/CD/CAM MHC,T cell-mediated immunoresponses,Introduction,B cell-mediated immunoresponses,Cells,Cells of Innate Immunity T cell B cell,Hypersensitivity,Autoimmunity,Immunoregulation Immunotolerance,How to learn

2、Medical Immunology,认真听仔细记 复习和预习 相关学科基础 提问和讨论,抗 原 Antigen,第三章,抗原（antigen，Ag）,指能与T淋巴细胞、B淋巴细胞的TCR或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，进而发生免疫效应的物质。,抗原的特性 1.免疫原性（immunogennicity） 刺激机体产生免疫应答，包括产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。,Ag,T,T,浆细胞,致敏T细胞,抗体,B,2. 抗原性（antigenicity） 指与抗体或致敏淋巴细胞在体内外发生特异性结合的能力,抗原性,抗原的特性,同时具有免疫原性和抗原性的物质称为免疫原（

3、immunogen），又称完全抗原，即通常所说的抗原。 （蛋白质、细菌、病毒） 只具有与抗体结合的能力（即抗原性），而单独不能诱导抗体产生（即免疫原性）的物质称半抗原(hapten）。 （多糖、类脂、药物）,能使半抗原变成完全抗原的物质称为载体（carrier）。(大分子蛋白质、非抗原物质),半抗原C 不产生抗C抗体,半抗原C +载体D,产生抗C抗体（E） 产生抗D抗体（F）,C+E CE,半抗原,+,载体,抗体,完全抗原,抗原刺激是引起机体产生特异性免疫应答的先决条件 在某些情况下，抗原可引起免疫耐受或超敏反应，此时的抗原分别称为耐受原（tolerogen）或变应原(allergen)。,抗

4、原物质是否具有免疫原性，一方面取决于抗原本身的性质，另一方面取决于接受抗原刺激的机体反应性。 抗原免疫原性的本质是异物性。,第一节 抗原的异物性与特异性,一、抗原的异物性,-指抗原物质与机体之间亲缘关系的远近或接触的程度。 某种物质，若其化学结构与宿主的自身成分相异或机体的免疫细胞从未与它接触过，这种物质称为异物。,异种物质、同种异体物质、自身抗原 异种蛋白质、各种微生物及其代谢产物 同种不同个体之间 改变的自身成分；某些隐蔽的自身成分的释放,根据亲缘性：,特异性是指抗原刺激机体产生免疫应答及其与应答产物所显示的专一性。 抗原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

5、,二、抗原的特异性,特定抗原刺激机体产生特定的抗体或致敏淋巴细胞（免疫原性的特异性）； 特定的抗体或致敏淋巴细胞只能与刺激它产生的抗原结合（抗原性的特异性） A B； B+A AB 抗原的特异性的结构基础是抗原分子中的抗原表位,抗原的特异性,1. 抗原表位的概念,指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，称表位（epitope），也称抗原决定簇（antigenic determinant）。 是与TCR / BCR或抗体特异结合的基本结构单位。,抗原决定基的大小与相应抗体的抗原结合部位相当： 一个多肽决定簇含517个氨基酸残基； 一个多糖决定簇含57个单糖； 一个核酸半抗原决定簇含68个核苷酸

6、。,B and T Lymphocyte Antigen Receptors,通常一个抗原性物质含有一个或多个不同的抗原决定基，每种抗原决定基仅具有一种抗原特异性。 一个抗原决定基的特异性由组成它的所有残基共同决定。,抗原的结合价（antigenic valence）,指一个抗原分子上能与抗体分子结合的抗原决定基的数目 半抗原为一价，大分子的物质可以是多价抗原,2. 抗原表位的类型（1）,构象表位序列上不相连的多肽或多糖等物质，由空间构象形成的决定基，又称非线性表位。,顺序表位 一段序列连续的线性排列的短肽构成，又称线性表位。,2. 抗原决定基的类型（2）,T细胞表位是由抗原提呈细胞加工提呈的

7、抗原多肽，呈线性排列，多位于抗原分子内部； B细胞表位为构象决定基或顺序决定基，位于抗原分子表面或转折处。,在免疫应答中，分别被T、B细胞识别的抗原决定基；,3. 影响抗原特异性的因素,4. 半抗原载体效应,在免疫应答中，B细胞识别半抗原，并递呈载体表位给Th细胞， Th细胞识别载体表位，即以载体（T细胞决定基）把特异T-B细胞之间连接起来，从而辅助B细胞的活化。,天然抗原表面常带有多种抗原决定基，每种决定基都能刺激机体产生一种特异性抗体，因此，复杂抗原能使机体产生多种特异性抗体。,5.共同抗原表位和交叉反应,共同抗原不同抗原具有的相同或相似的抗原决定基，称为共同抗原 (common anti

8、gen） 如甲抗原有A、B、C和D决定基，乙抗原有D、E和F决定基。 D则称为共同抗原。 交叉反应抗体与不同抗原上相同或相似抗原决定基之间的反应（cross- reaction） 如抗甲抗原D决定基的抗体也可与乙抗原D决定基反应。,Responses are usually multiclonal,Antigen (Ag) the molecule an antibody (Ab) binds to usually a foreign substance each antigen has different sites that antibodies can bind to, so that

9、one antigen can be bound by several different antibodies Responses are usually multiclonal,Antibody a,Antibody b,Antibody d,Antibody c,Ag,Cross-reactive response,Occasionally, a similar or identical antigenic determinant is found in association with widely different molecules or cells. This is terme

10、d cross-reactivity.,Antigen A,Antigen B,Antibody a,Antibody b,Antibody d,Antibody c,Antibody b,第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素,1. 抗原分子的理化特性 2. 宿主方面的因素 3. 抗原进入机体方式的影响,1. 抗原分子的理化特性,a.化学性质：蛋白质是良好的抗原，多糖类、脂多糖等次之，DNA则难以诱导免疫应答。,a. 分子量： 10 kD以上-免疫原； 100kD以上-强抗原； 小于10kD-弱或无抗原性,分子量越大，其表面的抗原决定基越多；大分子胶体物质的化学结构稳定，不易被破坏和清除。,c.

11、 结构的复杂性：抗原物质的抗原性与分子结构的复杂性成正相关；如明胶为直链氨基酸结构，虽分子量为100kD, 但免疫原性很弱,d. 分子构象与易接近性：,分子构象：抗原分子中一些特殊化学基团的三维结构 易接近性：抗原分子的特殊化学基团与淋巴细胞表面相应的抗原受体相互接触的难易程度,e. 物理状态：聚合状态的抗原性强于单体状态；颗粒性抗原强于可溶性抗原,（1）遗传因素：因个体遗传基因（主要为MHC）的不同，不同个体对同一抗原可产生不同强度的免疫应答； （2）年龄、性别与健康状态：青壮年比幼年和老年的免疫能力强。动物实验证实雌性动物易生成抗体。,2、宿主方面的因素,3、抗原进入机体方式的影响,a.

12、免疫原剂量：适量的抗原引发免疫应答，高或低剂量的抗原，易引起免疫耐受； b. 免疫途径：皮内皮下腹腔和静脉口服； c. 免疫次数：免疫的间隔要适当，一般为2- 3周一次，共3-4次。 d. 免疫佐剂,第三节 抗原的种类,根据诱生抗体时是否需Th细胞的参与 根据抗原与机体的亲缘关系 抗原是否在抗原提呈细胞内合成 其它,胸腺依赖性抗原（TD- Ag） 胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）,一、根据产生抗体时是否需Th细胞的参与,1. 胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen, TD- Ag） 由T细胞表位和B细胞表位共同组 成，大 多数的蛋白质抗原属于TD-Ag ，如：病原微生物

13、、血细胞、血清蛋白等。,分子量大、结构复杂、具有多种不同决定基、无重复的同一决定基，分布不均匀； 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应答。,2. 胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen, TI-Ag） 由多个重复的B细胞表位组成，降解缓慢、无载体决定基，不能激活Th细胞。 分为TI-1Ag和TI-2Ag， TI-1Ag如细菌脂多糖，其可促使成熟或不成熟B 细胞应答； TI-2Ag如细菌的荚膜和鞭毛，其仅使成熟B 细胞应答。,胸腺依赖/非依赖性抗原,TD-Ag,TI-Ag,抗原决定基,T细胞协助,激活的细胞,引起免疫记忆,产生抗体的种

14、类,引起免疫应答的类型,T细胞、B细胞,B细胞,必需,成熟B细胞,能,多种、IgG,体液和细胞免疫,无需,成熟/未成熟B细胞,不能,IgM,体液免疫,异嗜性抗原（heterophilic antigen）-一类与种属无关的存在于动、植物和微生物之间的共同抗原。亦称Forssman抗原。 溶血性链球菌细胞膜与心肌组织及肾小球基底膜有共同抗原，故链球菌感染后可出现肾小球肾炎或心肌炎；,二、根据抗原与机体的亲缘关系,2. 异种抗原（xenogenic Ag）-来自另一物种的抗原。如动物血清、病原微生物及其产物对于人体来说是异种抗原； 3. 同种异型抗原（allogenic Ag）-同一物种不同个体之

15、间的抗原。如人类的血型抗原包括ABO和Rh血型； 4. 自身抗原（autoantigen）-受理化或生物因素的影响自身的组织结构发生改变，引发机体对其产生免疫应答的抗原；,5. 独特型抗原-是一种特殊的自身抗原，存在于TCR、BCR或抗体分子的V区的独特的氨基酸序列, 可诱导自身产生相应的特异性抗体。,1、内源性抗原（endogenous antigen）： 抗原提呈细胞内合成的抗原。 2、外源性抗原(exogenous antigen)： 非抗原提呈细胞内合成的抗原。,三、根据是否在抗原提呈细胞内合成,超抗原(super antigen, SAg)-某些抗原物质，只需极低浓度（1-10ng/

16、ml）即可激活某些亚型的T细胞克隆，从而产生强烈的免疫应答。该类物质称SAg。 外源性SAg如金黄色葡萄球菌肠毒素SE;内源性SAg如小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白、 HIV在体内的某些表达产物,第四节 非特异性免疫刺激剂,超抗原激活T细胞的特点,强大的刺激能力 无须抗原处理 与T细胞相互作用无MHC限制性 选择性结合TCR链V区 可能诱导T细胞的耐受；与丝裂原不同 免疫识别位包括：MHC结合位 T细胞表位,参与某些病理过程 SAg刺激大量T细胞激活，产生多种细胞因子引起某些疾病 与自身免疫应答 SAg的强大刺激可能激活体内自身反应性T细胞，从而诱发自身免疫性疾病；可能激活B细胞，产生自身抗体 与免疫抑制 T细胞因过度激活而被耗竭 与抗肿瘤效应 CTL被大量激活而对肿瘤发挥杀伤作用,超抗原的生物学意义,一类非特异性免疫增强剂 若先于抗原或与抗原一起注入机体，可增强机体对该抗原的特异性免疫应答或改变免疫应答的类型,二. 佐剂（adjuvant）,佐剂的种类 无机佐剂 有机佐剂 合成佐剂 油剂 常用的佐剂：Freund(弗氏)完全佐剂（CFA） 弗氏不完全佐剂(IFA) （抗原、油剂、乳化剂）,佐剂的免疫生物学作用 增强抗原的免疫原性 增强机体对抗原刺激的反应性 改变