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1、2019/10/19,第三章 抗 原,安徽理工大学医学院,2019/10/19,抗原（antigen，Ag）是指能与TCRBCR或抗体结合，具有启动免疫应答潜能的物质。 抗原是免疫应答的启动剂，指能诱导免疫系统发生免疫应答，并能与免疫应答的产物（抗体及效应T细胞）在体内外发生特异性结合的物质。,2019/10/19,2019/10/19,基本特性：免疫原性，即能刺激机体产生免疫应答，包括诱导产生抗体及效应T淋巴细胞；抗原性，指与抗体或效应T细胞发生特异性结合的能力。免疫原性（immunogenicity):指抗原分子能够刺激免疫细胞，使之活化、增殖、分化，最终产生免疫效应分子抗体和/或致敏T细
2、胞的性能。免疫反应性（immunoreactivity):指抗原分子能与相应免疫应答产物（抗体或致敏T细胞）在体内或体外发生特异性结合产生免疫反应的性能。完全抗原具有（免疫原性免疫反应性）特征的物质半抗原只有免疫反应性、没有免疫原性的物质完全抗原半抗原载体,2019/10/19,2019/10/19,载体(Carrier，C) ：大分子，Pro.等 半抗原(Hapten，H)： H1、H2、H3 完全抗原(Ag) = C + nH,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,在某些情况下，抗原可诱导机体产生免疫耐受，其抗原称耐受原；抗原也可引起变态反应，称变应原（al1e
3、rgen）。,2019/10/19,第一节 抗原的异物性与特异性,一、异物性抗原免疫原性的本质是异物性，是免疫原的核心。 所谓异物，是指化学结构与宿主自身成分不同或在胚胎期机体的免疫活性细胞从未接触过的物质。,2019/10/19,具备异物性的物质有三种： 1. 异种物质 非己物质是异物，一般说抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，其免疫原性越强。如各种病原体、动物蛋白制剂等对人是强抗原。 2. 同种异体物质 3. 自身抗原 自身成分在胚胎期未与免疫活性细胞充分接触过的物质，也是异物，也具有免疫原性。如：精子、脑组织。眼晶状体蛋白和免疫球蛋白的独特型抗原，都是免疫原性强的自身抗原等
4、。,2019/10/19,二、特异性 指某一抗原分子只能诱导相应淋巴细胞发生免疫应答的专一性，以及某一抗原分子只能与相应抗体或致敏淋巴细胞特异性结合的专一性。 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。（一） 抗原决定基 抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，称抗原决定基（antigenic determinant），它是TCRBCR及抗体特异结合的基本单位，又称表位（epitope)。 表位的性质、数目和空间构象决定着抗原的特异性。 抗原特异性的物质基础,2019/10/19,2019/10/19,抗原决定基结构 构象决定基 指序列上不相连的多肽或多糖，由空
5、间构象形成的决定基，见于BCR或抗体识别的决定基，一般位于分子表面； 顺序决定基 指一段序列相连续的氨基酸片段，又称线性决定基，多位于抗原分子的内部，主要是T细胞决定基。 BCR亦可识别线形决定基。,2019/10/19,2019/10/19,功能性抗原决定基 位于分子表面的表位易被BCR或抗体结合，称功能性抗原决定基，其中有个别化学基团起关键作用，称免疫优势基团。位于分子内部的不能与 BCR或抗体结合的表位，称隐蔽性抗原决定基，它可因理化因素而暴露在分子表面成为功能性表位，或因蛋白酶解或修饰（如磷酸化）产生新的表位，它们均可成为自身抗原，诱发自身免疫病。,2019/10/19,抗原决定基的化
6、学组成、排列及空间结构决定着抗原的特异性(抗原氨基酸残基位置和间矩与免疫原性关系),2019/10/19,T细胞表位与B细胞表位 在免疫应答中，TCR和BCR所识别的抗原表位不同，分别称为T细胞表位和B细胞表位。用胰高血糖素免疫小鼠，可产生针对N未端117氨基酸残基的抗体和针对C未端1829氨基酸残基的T效应细胞。胸腺依赖抗原分子中，必有T细胞表位和B细胞表位。迄今为止尚未发现一个表位能同时被T细胞和B细胞识别。B细胞识别的表位往往是天然的，位于抗原分子表面或转折处。B细胞表位为构象决定基或顺序决定基，但都是抗原分子的三级结构。T细胞表位是由抗原提呈细胞加工提呈的抗原多肽，呈线性排列。,201
7、9/10/19,2019/10/19,2019/10/19,半抗原-载体效应 在人工抗原中，半抗原为简单的有机化学分子，半抗原与蛋白质载体偶联后，可诱导出抗半抗原抗体。在免疫应答中，B细胞识别半抗原，并提呈载体表位给CD4+ T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，T细胞才能激活B细胞，称载体效应。在天然抗原中，常存在T及B细胞表位,2019/10/19,2019/10/19,共同抗原（commen antigen ) 天然抗原表面常带有多种抗原决定基，每一种B细胞决定基都可引起一种特异抗体产生。因此复杂抗原能使机体产生多种抗体。因而在两种不同的抗原
8、之间可以存在相同或相似的抗原决定基，称共同抗原。交叉反应（cross-reaction) 由共同抗原刺激机体产生的抗体除能与相应抗原发生反应外，还能与含有共同抗原的其他抗原发生反应，称为交叉反应。,2019/10/19,主要为：抗原因素和机体因素（一）一定的理化性状 1.分子量大小 抗原的分子量一般10kD，且分子量越大，免疫原性越强。 2.一定的化学组成和结构 免疫原性物质还须具备复杂的化学组成与特殊的化学基团。芳香族氨基酸越多，免疫原性越强；分子结构越复杂，免疫原性越强。 3.分子构象和易接近性 分子构象是指抗原分子中 一些特殊化学基团的立体结构，它决定该抗原分子是否能与相应淋巴细胞表面的
9、抗原受体吻合，从而启动免疫应答。易近性乃指抗原决定基是否易被淋巴细胞的抗原受体所接近。 4.一定的物理性状 环状分子蛋白质较直链分子蛋白质免疫原性强，聚合状态的比单体免疫原性强。,第二节、影响抗原免疫应答的因素,2019/10/19,2019/10/19,二、宿主因素 1. 遗传因素 个体对抗原刺激产生应答的能力受遗传因素控制。高应答品系/低应答品系 2. 年龄、性别与健康状态,2019/10/19,一、根据抗原的性能分类 1. 完全抗原 同时具备两种性质的抗原称为免疫原, 即完全抗原 2.不完全抗原 只具备抗原性的抗原称为半抗原,第三节、抗原的种类,2019/10/19,第三节、抗原的种类一
10、、根据诱生抗体时是否需Th细胞分类 1.胸腺依赖性抗原(thymus dependent antigen, TD-Ag ) 亦称T细胞依赖抗原，其刺激机体B细胞产生抗体依赖于Th细胞辅助，大多数天然抗原属于此类。如病原微生物、血细胞、血清蛋白等。 共同特点：多由蛋白质组成，分子量大，表面决定基种类多，但每一种决定基的数量不多且分布不均匀。 免疫应答特点：既引起体液免疫，也引起细胞免疫； 产生抗体以IgG为主，也可产生其他类型抗体；可产生免疫记忆。,2019/10/19,2.非胸腺依赖抗原(thymus independent antigen, TI -Ag) TI抗原亦称T细胞非依赖性抗原，
11、其刺激机体产生抗体无需Th细胞的辅助，TI-Ag是由多个重复的B细胞表位组成，天然TI-Ag种类较少，如细菌脂多糖、荚膜多糖、聚合鞭毛素等。 共同特点：抗原结构比较简单，表面决定基种类单纯，排列密集而有规律，可直接激活B细胞。 免疫应答特点： 只引起体液免疫，不产生细胞免疫；只产生IgM 类抗体；无免疫记忆。,2019/10/19,2019/10/19,抗原决定簇,T细胞协助,激活的细胞,引起免疫记忆,产生抗体的种类,胸腺依赖/非依赖性抗原的区别,TD-Ag,TI-Ag,T细胞,是,成熟B细胞,能,IgG,体液和细胞免疫,B细胞,否,未成熟B细胞,不能,IgM,体液免疫,2019/10/19,
12、TD 抗原和 TI 抗原的特点,2019/10/19,二、根据抗原与机体的亲源关系分类1异嗜性抗原（heterophilic antigen） 乃一类与种属无关，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原，又称Forssman抗原。如，A族溶血性链球菌表面成分与人肾小球基底膜及心肌自身组织具有共同抗原，故溶血性链球菌感染后，其刺激机体产生的抗体可与具有共同抗原的心、肾组织发生交叉反应，导致肾小球肾炎或心肌炎2. 异种抗原(xenogenic antigen) 指来自不同种属的抗原。3同种异型抗原（allogenic antigen） 指同一种属不同个体所具有的特异性抗原。红细胞血型抗原，包括ABO、
13、Rh等40余个抗原系统；人类主要组织相容性抗原，即人白细胞抗原（HLA）（详见后）。4自身抗原(autoantigen) 正常情况下，机体免疫系统对自身正常组织或细胞处于耐受状态。在某些病理情况下自身抗原成分可诱导机体产生自身免疫应答。5. 独特型抗原（idiotypic antigen）TCR及BCR或Ig的V区所具有的独特的氨基酸序列和空间构象。,2019/10/19,三.根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类1.内源性抗原 指在抗原提呈细胞内新合成的抗原2.外源性抗原 指并非由抗原提呈细胞合成、来源于细胞外的抗原,2019/10/19,其他分类1. 产生方式:天然抗原;人工抗原2. 物理形
14、状:颗粒性抗原;可溶性抗原3. 化学形状:蛋白质抗原;多糖抗原;多肽抗原4. 诱导免疫应答反应:移植抗原;肿瘤抗原;变应原;过敏原;耐受原,2019/10/19,第四节 非特异性免疫刺激剂一、超抗原 正常情况下，普通蛋白质抗原可激活机体总T细胞库中万分之一至百万分之一的T细胞。但一类被称为超抗原(superantigen, SAg)，极微量即可激活多克隆的T细胞，产生极强的免疫应答的抗原物质。 超抗原(SAg)的一端与TCR的V区结合，另一端与APC表面的MHC类分子结合，不受MHC限制。 两类：外源性超抗原 如葡萄球菌肠毒素A-E等 内源性超抗原 小鼠乳腺肿瘤病毒产生的蛋白 SAg与机体的某
15、些生理和病理效应有关。,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,2019/10/19,二、免疫佐剂免疫佐剂（immune adjuvant） 一类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的类型的物质。 (一)、免疫佐剂的种类1.有机佐剂 包括微生物及其代谢产物，如卡介苗、短小棒状杆菌、百日咳杆菌，以及霍乱毒素B亚单位(CTB)、G-菌的LPS和类脂A等；某些细胞因子及热休克蛋白等。 2.无机佐剂 如氢氧化铝、明矾等3. 人工合成制剂 如多聚肌苷酸：胞苷酸(poly I:C) 4.油剂 如弗氏佐剂、矿物油、植物油等。目前动物实验最常用的为弗氏不完全佐剂（石蜡油/植物油+羊毛脂/吐温80的混合物）、弗氏完全佐剂（前者+卡介苗）。,2019/10/19,二、免疫佐剂的作用机制改变抗原的物理性状，延缓抗原降解和排除，从而更有效地刺激免疫系统；刺激单核/巨噬细胞系统，增强其处理和递呈抗原的能力刺激淋巴细胞增殖与分化。 （三）佐剂的应用增强特异性免疫应答，用于预防接种及制备动物抗血清；作为非特异性免疫增强剂，用于抗肿瘤与抗感染的辅助治疗。,2019/10/19,