第二章抗原　 Antigen

第二章抗原　Antigen

抗原（antigen，Ag）是一类能被T细胞的TCR及B淋巴细胞的BCR结合,促使其增殖、分化、产生抗体和致敏淋巴细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。抗原（antigen，Ag）是一类能被T细胞的TCR及B淋巴细胞的BCR结合,促使其增殖、分化、产生抗体和致敏淋巴细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。

常见的过敏原介绍如下：A、吸入式过敏原如：花粉、柳絮、粉尘、螨虫、动物皮屑、油烟、油漆、汽车尾气、煤气、香烟等。B、食入式过敏原如：牛奶、鸡蛋、鱼虾、牛羊肉、海鲜、动物脂肪、异体蛋白、酒精、毒品、抗菌素、消炎药、香油、香精、葱、姜、大蒜以及一些蔬菜、水果等。C、接触式过敏原如：冷空气、热空气、紫外线、幅射、化妆品、洗发水、洗洁精、染发剂、肥皂、化纤用品、塑料、金属饰品（手表、项链、戒指、耳环）、细菌、霉菌、病毒、寄生虫等。 D、注射式过敏原如：青霉素、链霉素、异种血清等。E、精神紧张、工作压力、受微生物感染、电离幅射、烧伤等生物、理化因素影响而使结构或组成发生改变的自身组织抗原，以及由于外伤或感染而释放的自身隐蔽抗原.

抗原的异物性： 抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，抗原性越强。眼晶状体蛋白因外伤溢出。胚胎期未与免疫细胞接触，因此，具有抗原性。

过敏、哮喘、肿瘤、传染病

过敏性花粉症

蜂蜜：美国免疫学专家罗杰那利认为它对花粉过敏很有效。如果坚持每天喝一勺蜂蜜，连续服用两年，就能安然度过花粉过敏高发的春夏两季。其中的原因有两个：一是蜂蜜中含有的微量蜂毒起作用，它是临床上用来治气管哮喘等过敏性疾病的元素之一；二是因为蜂蜜中含有一定的花粉粒，人体习惯以后就会对花粉过敏产生一定抵抗力，这和“脱敏疗法”的原理是一样的。至于蜂蜜的喝法，罗杰那利建议大家最好不要高温加热，另外对蜂蜜过敏和1岁以下的婴儿最好不要喝。蜂蜜：美国免疫学专家罗杰那利认为它对花粉过敏很有效。如果坚持每天喝一勺蜂蜜，连续服用两年，就能安然度过花粉过敏高发的春夏两季。其中的原因有两个：一是蜂蜜中含有的微量蜂毒起作用，它是临床上用来治气管哮喘等过敏性疾病的元素之一；二是因为蜂蜜中含有一定的花粉粒，人体习惯以后就会对花粉过敏产生一定抵抗力，这和“脱敏疗法”的原理是一样的。至于蜂蜜的喝法，罗杰那利建议大家最好不要高温加热，另外对蜂蜜过敏和1岁以下的婴儿最好不要喝。

胡萝卜:日本专家发现胡萝卜中的β胡萝卜素能调节细胞内的平衡，有效预防花粉过敏症、过敏性皮炎等过敏反应。胡萝卜:日本专家发现胡萝卜中的β胡萝卜素能调节细胞内的平衡，有效预防花粉过敏症、过敏性皮炎等过敏反应。

金针菇：新加坡研究人员发现，金针菇菌柄中含有一种蛋白，可以抑制哮喘、鼻炎、湿疹等过敏性疾病，即使没有患病也可吃金针菇来加强免疫系统。台湾科研人员也做过类似试验，成果发表在国际过敏及免疫学杂志上。主持实验的蔡肇基主任希望以后能把金针菇中的蛋白做成滴剂或者面膜，贴在鼻孔里来治疗过敏。他同时表示，如果只是把金针菇当一般食物吃，其中的蛋白经胃肠道消化可能会被胃酸破坏，人体能不能吸收、能吸收多少，现在还不知道。金针菇：新加坡研究人员发现，金针菇菌柄中含有一种蛋白，可以抑制哮喘、鼻炎、湿疹等过敏性疾病，即使没有患病也可吃金针菇来加强免疫系统。台湾科研人员也做过类似试验，成果发表在国际过敏及免疫学杂志上。主持实验的蔡肇基主任希望以后能把金针菇中的蛋白做成滴剂或者面膜，贴在鼻孔里来治疗过敏。他同时表示，如果只是把金针菇当一般食物吃，其中的蛋白经胃肠道消化可能会被胃酸破坏，人体能不能吸收、能吸收多少，现在还不知道。

大枣：日本学者研究发现，红枣中含有大量抗过敏物质——环磷酸腺苷，他们因此建议过敏者多吃红枣，水煮、生吃都可以，每次10颗，每天三次。中医对大枣也有很高的评价，古代医学家张仲景在《伤寒杂病论》中，用大枣的古方有58种。用黑木耳50克加大枣30颗炖熟，有治疗过敏性紫斑的功效。不过，大枣不要与胡萝卜或黄瓜一起吃，否则会破坏其中的维生素C。此外，大枣含糖量高，性偏湿热，所以有蛀牙并且经常牙痛、便秘患者不适合吃。

（一）　抗原的两种性质 • 免疫原性(immunogenicity)：抗原能够刺激免疫系统产生免疫应答，具体表现为刺激免疫系统产生特异性免疫细胞（T、B淋巴细胞），使之活化、增殖、分化，并最终产生免疫效应物质的特性 • 反应原性(antigenicity)：抗原能在体内外与相应的免疫效应物质（抗体、致敏淋巴细胞）发生特异性结合的特性。

下列描述哪个正确？ • 有免疫原性一定同时有反应原性 • 有反应原性一定同时有免疫原性

同时有免疫原性和反应原性的物质称为抗原，又称免疫原（immunogen)同时有免疫原性和反应原性的物质称为抗原，又称免疫原（immunogen) • 只有反应原性而没有免疫原性的物质称为半抗原（hapten) • 使半抗原变成完全抗原的物质称为载体（carrier)

在某些情况下，抗原可诱导机体产生免疫耐受（immune tolerance)，诱导免疫耐受的抗原称为耐受原（tolerogen) • 在某些情况下，抗原可诱导机体产生就态反应，称其为变应原（allergen)

（二）抗原的免疫原性Immunogenicity of antigens • 决定免疫原性的主要因素是抗原自身的分子构成和理化性质，但也与宿主的遗传背景以及宿主本身的反应状态有关

决定免疫原性的条件 • 物质自身因素　　分子量大小：大于4Kd 化学组成：蛋白质＞核酸＞多糖　　　　　　　类脂无免疫原性　　空间结构：越稳定免疫原性越强　　可降解性：越易降解免疫原性越强

异物性：异物性是决定物质是否具有免疫原性的最关键因素，物体与机体的亲缘关系越远，差异程度越大，免疫原性越强异物性：异物性是决定物质是否具有免疫原性的最关键因素，物体与机体的亲缘关系越远，差异程度越大，免疫原性越强

Question • 自身组织能否成为抗原，如果能，为什么？

自身抗原 • 某些自身成分，如精子，脑组织，眼晶状体蛋白和免疫球蛋白的独特型结构，都是免疫原性较强的自身抗原 • 当机体免疫功能异常时，许多自身正常成分都可成为自身抗原 • 自身抗原通常诱导自身免疫性疾病

决定免疫原性条件 • 机体因素：　　遗传背景：MHC分子组成与结构　　年龄和机体健康状态：　　抗原进入机体途径和剂量：　　　　　严禁静脉注射

（三）抗原特异性Specification of Antigen • 抗原分子中存在决定抗原特异性的化学基团 • 这些化学基团有独特的空间结构和线性结构 • 这些代表抗原特异性的化学基团被称为抗原决定基或表位（epitope)

T细胞表位和B细胞表位T and B epitopes in antigens • 抗原分子中能被T细胞抗原受体（TCR）识别的结构称为T细胞表位 • 抗原分子中能被B细胞抗原受体（BCR）和抗体分子识别的结构称为B细胞表位

交叉反应 Anti-A Ab Anti-A Ab Anti-A Ab Ag B Ag C Ag A （四）交叉反应Cross Reaction • 不同抗原分子间有可能存在相同或极为相似的表位

（五）抗原的分类Classification of antigens • 根据产生方式分为：　　　天然抗原(natural antigen) 人工抗原(artificial antigen) • 根据抗原与宿主关系分为：　　自身抗原（autoantigen or self-antigen) 非己抗原（non-self antigen or foreign antigen）

根据刺激机体产生抗体是否需要T细胞： 　　　胸腺依赖性抗原（T-dependent antigen，TD-Ag) 　　　非胸腺依赖性抗原(T-independent antigen，TI-Ag) • 根据抗原性质分为：　　　完全抗原（antigen，Ag) 半抗原（haptens)

抗原的种类 一、根据诱生抗体时需否T细胞参与分类 1. 胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen, TD-Ag）此类抗原刺激B细胞产生抗体时依赖于T细胞辅助，故又称T细胞依赖抗原。绝大多数蛋白质抗原如病原微生物、血细胞、血清蛋白等均属TD-Ag。先天性胸腺缺陷和后天性T细胞功能缺陷的个体，TD-Ag诱导其产生抗体的能力明显低下。

2. 胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag）与TD-Ag不同，该类抗原刺激机体产生抗体时无需T细胞的辅助，又称T细胞非依赖性抗原。TI-Ag可分为TI-1抗原和TI-2抗原：前者具B细胞多克隆激活作用，如细菌脂多糖（LPS）等，成熟或未成熟B细胞均可对细胞应答，但仅能刺激成熟B-2细胞。婴儿和新生动物B-2细胞发育不成熟，故对TI-2 Ag不应答或低应答，但对TI-1 Ag仍能应答。

TD-Ag与TI-Ag的特性比较

二、根据抗原与机体的亲缘关系分类 1．异嗜性抗原（heterophilic antigen)为一类与种属无关，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原。异嗜性抗原最初是由Forssman发现，故又名Forssman抗原。例如，溶血性链球菌的表面成分与人肾小球基底膜及心肌组织具有共同抗原存在，故在链球菌感染后，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；大肠杆菌O14型脂多糖与人结肠黏膜有共同抗原存在，有可能导致溃疡性结肠炎的发生。

2．异种抗原（xenogenic antigen）指来自于另一物种的抗原性物质，如病原微生物及其产物、植物蛋白、用于治疗目的的动物抗血清及异种器官移植物等，对人而言均为异种抗原。微生物的结构虽然简单，但其化学组成却相当复杂，都有较强的免疫原性。临床上治疗用的动物免疫血清，如马血清抗毒素有其两重性：一是特异性抗体，有中和毒素的作用；另一是异种抗原，可刺激机体产生抗马血清抗体，反复使用可导致超敏反应的发生。

3．同种异型抗原（allogenic antigen)指同一种属不同个体间所存在的抗原，亦称同种抗原或同种异体抗原。常见的人类同种异型抗原有血型（红细胞）抗原和主要组织相容性抗原（人主要为HLA)。血型抗原有40余种抗原系统，主要有ABO系统和Rh系统。H LA是人体最为复杂的同种异型抗原。

4．自身抗原(autoantigen)在正常情况下，机体对自身组织细胞不会产生免疫应答，即自身耐受。但是在感染、外伤、服用某些药物等影响下，使免疫隔离部位的抗原释放，或改变和修饰了的自身组织细胞，可诱发对自身成分的免疫应答，这些可诱导特异性免疫应答的自身成分称为自身抗原。

5．独特型抗原（idiotypic antigen) T细胞抗原识别受体（TCR）及BCR或Ig的V区所具有的独特的氨基酸顺序和空间构象，可诱导自体产生相应的特异性抗体，这些独特的氨基酸序列称为独特型(idiotype, Id)抗原而成为自身免疫原，所诱生的抗体（即抗抗体，或称Ab1）称抗独特型抗体（AId)。因此能以Ab1--Ab2-Ab3-Ab4…的形式进行下去，从而形成免疫网络，调节免疫应答

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（endogenous antigen）指在抗原提呈细胞内新合成的抗原，如病毒感染细胞合成的病毒蛋白、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原等。此类抗原在细胞内加工处理为抗原短肽，与MHC-I类分子结合成复合物，被CD8+ T细胞的TCR识别。

2．外源性抗原（exogenous antigen)指并非由抗原提呈细胞合成、来源于细胞外的抗原。抗原提呈细胞可通过胞噬、胞饮和受体介导的内吞等作用摄取外源性抗原，如吞噬的细胞或细菌等。在内吞体及溶酶体内，此类物质被酶解加工为抗原短肽后，与MHC-II类分子结合为复合物，被CD4+ T细胞的TCR识别。

四、其他分类 除了上述常见的抗原分类外，还可根据抗原的产生方式的不同，将其分为天然抗原和人工抗原；根据其物理性状的不同，分为颗粒性抗原和可溶性抗原；根据抗原的化学性质，可分为蛋白抗原、多糖抗原及多肽抗原等；根据抗原诱导免疫应答的作用，可分为移植抗原、肿瘤抗原、变应原、过敏原及耐受原等。

（六）半抗原　Haptens • 能被TCR或BCR（或抗体分子）识别，但不能独立诱导免疫应答的物质称为半抗原 • 半抗原多为分子量较小的有机物，如二硝基苯甲酸（DNP）

图5－6

（七）超抗原 Superantigens,SAg • 超抗原是指那些同时能与MHC分子及TCR多肽链结合、从而激活多克隆T细胞的蛋白质大分子 • 超抗原只需极低的浓度（1－10ug/ml)即可激活2%－20%的T细胞克隆，产生极强的免疫应答

超抗原与普通抗原的比较

Superantigen Conventional Antigen Polyclonal response 1:4 - 1:10 • Definition

（八）免疫佐剂　Adjuvant • 与抗原混合使用能够增强机体对抗原免疫反应强度的物质称为免疫佐剂 • 佐剂的种类：　　　化合物：氢氧化铝、明矾、多聚肌苷酸、胞苷酸（polyI:C)、弗氏佐剂　　　生物制剂：处理的细菌及其代谢产物、细胞因子、热休克蛋白

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 • 刺激单核巨噬细胞的吞噬活性，增强其抗原递呈的能力 • 刺激淋巴细胞增殖与分化

由于佐剂具有增强免疫应答的作用，故其应用很广。佐剂的主要用途包括：①增强特异性免疫应答，用于预防接种及制备动物抗血清；②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。近年来，临床上用作非特异免疫增强剂的有HSP, ISCOM, FIA等。

三、丝裂原 丝裂原（mitogen）亦称有丝分裂原，因可致细胞发生有丝分裂而得名。由于其与淋巴细胞表面的相应受体结合，刺激静止淋巴细胞转化为淋巴母细胞和有丝分裂，激活某一类淋巴细胞的全部克隆，因而被认为是一种非特异性的淋巴细胞多克隆激活剂。 T、B淋巴细胞表面表达多种丝裂原受体（糖基分子），均可对多种丝裂原刺激产生增殖反应，被广泛应用于在体外机体免疫功能的检测

第二章抗原　 Antigen