第二章 抗原
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第二章 抗原. 抗原 ( Antigen , Ag ) : 能够刺激机体产生免疫应答,并且能与免疫应答产物 ( 抗体或免疫效应细胞 ) 特异性结合的物质。. 抗原的两种基本特性: ( 1 )免疫原性 ( immunogenecity ) : 指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答 ( 产生特异性抗体及免疫效应细胞 ) 的性质。 ( 2 )抗原性 ( antigenicity ,又称免疫反应性 ) : 指抗原分子与免疫应答产物 ( 抗体或免疫效应细胞 ) 发生特异性结合的性质。. 完全抗原( complete antigen ) :

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第二章 抗原


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抗原(Antigen,Ag):

能够刺激机体产生免疫应答,并且能与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)特异性结合的物质。


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抗原的两种基本特性:

(1)免疫原性(immunogenecity):

指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答(产生特异性抗体及免疫效应细胞)的性质。

(2)抗原性(antigenicity,又称免疫反应性):

指抗原分子与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)发生特异性结合的性质。


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完全抗原(complete antigen):

具有免疫原性和抗原性的物质,如:蛋白质、细菌、病毒等。

半抗原(hapten,又称不完全抗原incomplete

antigen):

无免疫原性,只有抗原性的物质,如:多为某些简单的小分子物质。

载体(carrier):

赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。

半抗原 + 蛋白质  完全抗原


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B

T

B

B

B

T

载体

完全抗原

半抗原

+

抗体


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第一节 抗原的类型

一.根据抗原性质:完全抗原、半抗原

二.根据抗原刺激B细胞产生抗体是否需要Th细

胞辅助:

胸腺依赖性抗原(thymus-dependent antigen,

TD-Ag):如:多数蛋白质抗原

胸腺非依赖性抗原(thymus-independent

antigen, TI- Ag):如:细菌脂多糖,聚合鞭

毛素


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三.根据抗原的合成方式:

天然抗原:非己抗原

自己抗原

人工抗原:人工结合抗原

人工合成抗原

基因工程抗原


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四.根据与人体的亲缘关系:

1.异种抗原(xenogenic Ag):

来自不同种属的抗原。如:病原微生物及其产物;抗毒素血清(由异种动物制备的)。

2.同种异型抗原(allogenic Ag):

来自同一种属不同个体抗原。如:血型抗原、组织相容性抗原。

3.自身抗原(autoantigen):

来自自身的抗原。如:隐蔽的自身组织成分、修饰的自身组织成分、肿瘤抗原。


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第二节 重要的抗原成分

一. 病原微生物:

1.细菌性抗原:

细胞壁:蛋白质、脂多糖等。

鞭毛:蛋白质

菌毛:蛋白质

夹膜:多糖

2.病毒性抗原:

衣壳:蛋白

包膜:糖蛋白

3.其它:立克次体、螺旋体、真菌等。


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痢疾杆菌

链球菌

伤寒杆菌

霍乱弧菌


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E.coli


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细菌的结构

一、基本结构:细胞壁

细胞膜

细胞浆

核质


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细菌细胞壁

最外层结构 ——肽聚糖(基本成分)

G+菌:含有大量磷壁酸

G-菌:——三层结构,由内向外依次是:

脂蛋白

外膜

脂多糖(LPS):脂类A、核心多糖和

寡糖重复单位。


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G+ 菌细胞壁结构

磷壁酸

肽聚糖

磷脂(细胞膜)


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G- 菌细胞壁结构

脂多糖(LPS)

磷脂(外膜)

脂蛋白

肽聚糖

磷脂(内膜,细胞膜)


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特异性多糖

(O抗原)

脂多糖的结构

核心多糖

聚二糖

脂类A

脂肪酸


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细胞膜:位于细胞壁内侧,细胞浆外侧

构成成分:脂类、蛋白质和多糖

细胞浆(细胞质): 内含有质粒、核糖

体、胞浆颗粒。

核质:核酸 ——细菌的遗传物质


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二、特殊结构:

荚膜:细胞壁外围绕的黏液型层

构成成分:多糖

鞭毛:细菌的运动器官

构成成分: 蛋白质

菌毛:粘附于人和动物细胞

构成成分:蛋白质

芽胞:细菌的休眠状态


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病毒(viruses)

腺病毒

流感病毒

狂犬病病毒

口蹄疫病毒


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病毒的结构

核心 核酸

病毒 衣壳 蛋白质

包膜(部分病毒) 脂类、糖蛋白

刺突 蛋白质

核衣壳


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包膜内层基质蛋白

刺突

包膜外层

核衣壳

核心


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真菌

白色念珠菌(1,000X oil)

疟原虫


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二.细菌的外毒素与类毒素

外毒素:细菌分泌的毒性蛋白质。

类毒素:经0.3%~0.4%甲醛处理过的失

去毒性保留免疫原性的外毒素。


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三.异种动物血清

异种动物的血清蛋白对人具有免疫原性。

如:抗毒素血清(马血清) 破伤风

抗毒素血清、白喉抗毒素血清等。


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四.异嗜性抗原(heterophil antigen,又称Forssman抗原)

不同种属生物间存在的共同抗原。

Forssman抗原:

豚鼠脏器(生理盐水悬液) 家兔  抗豚鼠抗体 + 豚鼠脏器抗原  反应(+)

+ 绵羊RBC凝集反应(+)(交叉反应)


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实际意义:

溶血性链球菌

肾小球基底膜

溶血性链球菌

心肌

大肠杆菌O14型

结肠粘膜

共同抗原  急性肾小球

肾炎

共同抗原  风湿病

共同抗原  溃疡性结

肠炎


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五.血型抗原:

——人类血型抗原已报导23个系统

1. ABO(H)血型系统: A、B、AB、O四型

血型 抗原(RBC) 抗体(血清)

———————————————————

A型 A抗原 抗B抗体

B型 B抗原 抗A抗体

AB型 AB抗原 无抗A、抗B抗体

O型 无A、B抗原 抗A、抗B抗体

———————————————————


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2.Rh血型系统:

恒河猴(Macacus rhesus)RBC家兔抗恒河猴RBC抗体(免疫血清)+人RBC凝集反应(+)

人RBC

恒河猴RBC

RHCE基因(+)

RHD基因 (+)

RHCE基因(+)

RHD基因 (-)

共同抗原,称Rh抗原。

 D抗原(+)Rh+

 D抗原(-)Rh-


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实际意义  新生儿溶血症

孕妇(Rh-) → 胎儿(Rh+)

 ↓      ↓

抗Rh抗体 + 新生儿RBC (Rh+)

溶血反应


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六.主要组织相容性抗原

(Major Histocompatibility antigen)

人类:HLA(human Leukocyte antigen)

七.肿瘤抗原:

细胞恶变过程中出现的新抗原。


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八.超抗原(superantigen, SAg)

某些物质具有强大的刺激T细胞活化的能力,称此物质为超抗原

它是一类通过与MHC-II类分子(APC)和TCR-V(T 细胞)结合,刺激表达有特殊TCR-V的T细胞亚群活化的抗原分子。


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SAg的作用特点:

(1)具有强激活T细胞(CD4+T细胞)作用

--- 可刺激T细胞总数的5~20%;

(2)不需APC处理

--- 直接与MHC-II类分子和TCR-V

结合;

(3)不受MHC限制

--- 同MHC-II类分子结合,增加

TCR与SAg的亲和力;

(4)可激活T细胞,又可致T细胞产生免疫耐

受或抑制。


Superantigens

Superantigen

Conventional Antigen

Polyclonal T cell response

1:4 - 1:10

Superantigens

Monoclonal/Oligoclonal T cell response

1:104 - 1:105


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SAg的种类:

(1)外源性超抗原:主要为细菌的代谢产物。如:

金黄色葡萄球菌肠毒素(SE)毒素休克综合症毒素1(TSST1)

A族链球菌M蛋白致热外毒素A-C等。

(2)内源性超抗原:主要为逆转录病毒产物。如:

病毒DNA与宿主DNA整合,表达的病毒蛋白质产物。


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SAg的实际意义:

其生物学意义:

1.参与某些病理过程 SAg刺激大量T细胞激活,产生多种细胞因子引起某些疾病。

2.SAg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

3.SAg与免疫抑制 T细胞因过度激活而被耗竭

4.与抗肿瘤效应 CTL被大量激活而对肿瘤发挥杀伤作用

SAg  T细胞亚群  细胞因子  毒性效应。

SAg  T细胞亚群  免疫抑制  促进病毒感染、增殖。


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九.基因工程抗原:

通过基因重组、再表达制备的抗原物质。如:

目的基因(编码抗原)+ 载体(质粒等) 重组DNA 细胞(真核或原核) 表达  纯化  基因工程疫苗。


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第三节 构成抗原的条件

一. 影响免疫原性的因素

(一)抗原因素:

1.分子量:一般是分子量越大,免疫原性越强。

2.化学组成及结构:

蛋白质:

A.氨基酸组成 --- 含芳香族氨基酸(特别是酪氨

酸),免疫原性强;

B.结构:环状,免疫原性强;直链,免疫原性弱。

多糖:具有免疫原性, 较蛋白质弱。

核酸:多无免疫原性。

3.可降解性:

含L-氨基酸的蛋白质易降解,具有免疫原性。

含D-氨基酸的聚合体不易降解,不具有免疫原性。


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(二)宿主因素

1.异物性:异种或同种异体的物质。

抗原来源与宿主之间种系关系越远,其免疫

原性越强。

2.宿主的遗传性:同种动物不同品系及不同个

体对同种抗原产生不同强度的免疫应答。

3.免疫原的剂量及进入途径:

剂量:

(1)剂量不足或过多均不引起免疫应答。

(2)重复进入,引起强免疫应答。

途径:皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。


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4.免疫佐剂(adjuvant ):

定义: 某些物质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类型,此物质称免疫佐剂。

应用:a.弱免疫原性物质;

b.免疫原剂量不足。

作用: 增强抗原的免疫原性;增强机体对抗原刺激的反应性;改变抗体类型;引起或增强迟发性超敏反应。


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佐剂种类:

(1)油性乳剂—弗氏佐剂(Freund adjuvant)

(2)无机化合物

(3)微生物及其产物

(4)脂质体

(5)细胞因子


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二.抗原性

(一)抗原决定簇(antigenic determinant),又称

表位 (epitope):

抗原物质中能与其相应抗体或致敏淋巴

细胞发生特异性结合的结构(免疫应答的特异

性基础)。

抗原的结合价(antigenic valence):

能与抗体分子结合的功能性决定簇数目。


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抗原决定簇分类:

1.根据结构:

A.构象决定簇 (conformational determinant):

由空间构象形成的决定簇,序列上不连续。

B.顺序决定簇(sequence determinant):

序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。

2.根据功能:

A.隐蔽性决定簇:存在于抗原内部的决定簇。

B.功能性决定簇:能被B细胞识别,或与抗

体结合的决定簇。


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(二)T、B细胞表位

1.T细胞表位(T cell epitope):

与TCR结合的表位(约9~17个氨基酸残基)

T细胞识别抗原的二个结合部位:

a.T 细胞表位 与TCR结合

b.限制位(agretope) 与MHC分子结合

2.B细胞表位:

与抗体和BCR结合的表位(约6~7个氨基

酸残基或糖基)。


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T细胞表位

(载体内)

B细胞表位

(半抗原)

天然抗原(多价-多个抗原决定簇)


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T 细胞表位 (T Cell epitope)

Ep1

Ep2

Ep3

能够与MHC结合并被TCR识别的肽段

与蛋白质分子构象无关

与肽段在蛋白质分子中的位置无关

主要决定于肽段的氨基酸序列

与宿主表达的MHC分子有关


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提要

● 抗原是一类能诱导免疫应答,并与其产物发生特异结合的物质。

● 抗原物质必须具备的特征:免疫原性

抗原性

● 抗原种类很多。蛋白质类抗原免疫原性最强,脂类、糖类较弱,核酸一般无免疫原性。

●决定抗原特异性的部位 抗原决定簇(表位。T细胞识别T细胞表位,B细胞识别T细胞表位。


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本章学习要点

  • 一. 概念

    1.抗原 2.免疫原性 3.抗原性

    4.抗原决定簇 5.超抗原 6.异嗜性抗原

  • 二.抗原的分类

  • 三.重要的抗原


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