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第三章 抗原 （ Antigen ）

第三章 抗原 （ Antigen ）. 抗原 (Antigen ， Ag) ： 能与 T 细胞的 TCR 及 B 细胞的 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，进而发挥免疫效应的物质。. 抗原的两种基本特性： 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。 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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第三章 抗原 （ Antigen ）

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Presentation Transcript

  1. 第三章 抗原 （Antigen）

  2. 抗原(Antigen，Ag)： 能与T细胞的TCR及B细胞的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，进而发挥免疫效应的物质。

  3. 抗原的两种基本特性： 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。 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。

  4. 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

  5. B T B B B T 载体 完全抗原 半抗原 + 抗体

  6. 第一节 抗原的异物性与特异性 抗原的免疫原性的本质是异物性，抗原的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、异物性 异物即非己的物质，免疫学意义上的异物是指胚胎发育过程中免疫系统没有接触过的物质。有以下三类： 异种物质——亲缘关系越远，免疫原性越强，如鸡血清对鸭是弱抗原，而对兔是强抗原。 同种异体物质 自身物质

  7. 二、特异性 抗原的特异性是指抗原刺激机体产生免疫应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性，即某一特定抗原只能刺激机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞，且仅能与该抗体或对该抗原应答的淋巴细胞有特异性结合。决定抗原特异性的结构基础就是抗原决定簇。 （一）表位(epitope),又称抗原决定簇(antigenic determinant)： 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，决定抗原特异性的特殊化学基团。 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。

  8. （二）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。

  9. 3.根据T、B细胞识别的表位 A. T细胞表位(T cell epitope): 与TCR结合的表位(约9～17个氨基酸残基) B．B细胞表位（B cell epitope）： 与抗体和BCR结合的表位(约6～7个氨基 酸残基或糖基)。

  10. （三）抗原表位的影响因素 1.抗原表位化学基团的性质； 2.抗原表位的化学基团的位置； 3.抗原表位的空间构象。

  11. （四）表位－载体作用 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)

  12. 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

  13. （五）共同抗原与交叉反应 天然抗原表面常带有多种抗原决定基，可诱导机体产生多种抗体。因而在两种不同的抗原之间可以存在有相同或相似的抗原决定基，称为共同抗原（common antigen）。

  14. 第二节 影响抗原免疫应答的因素 取决于抗原物质本身的性质及其与机体的相互作用。 一、抗原分子的理化性质 1.化学性质 蛋白质是良好的抗原， 多糖：具有免疫原性, 较蛋白质弱。 核酸：多无免疫原性， 2.分子量大小：一般是分子量越大，免疫原性越强。 3.结构的复杂性： 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。如 明胶分子。

  15. 4.分子构象： 某些抗原在天然状态下可诱生特异性抗体，但经变性改变构象后，可能会失去诱生同样抗体的能力。 5.易接近性： 是指抗原表位能否被淋巴细胞抗原受体所接 近的程度。 6.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。 7.物理状态： 聚合的较单体蛋白免疫原性更强； 颗粒性抗原的免疫原性强于可溶性抗原。

  16. 二、宿主方面的因素 1.宿主的遗传因素： 不同种动物对同一类抗原应答能力不同，如多糖抗原对人和小鼠具有免疫原性，而对豚鼠则无免疫原性。 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，如对某一抗原呈高反应的小鼠品系对其他抗原可能呈低反应性、不同遗传背景的豚鼠对白喉杆菌的抵抗力不同。 2.年龄、性别与健康状态：

  17. 三、抗原进入机体方式的影响 剂量：剂量不足或过多均不引起免疫应答。 次数：重复进入，引起强免疫应答。 途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。 间隔时间： 是否添加佐剂：

  18. 第二节 抗原的种类 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

  19. TI-Ag分为TI-1抗原和TI-2抗原 TI-1抗原： 具有B细胞多克隆激活作用，如LPS，成熟或未成熟的B细胞均可对其产生应答。 TI-2抗原： 抗原表面含有多个重复B细胞表位，仅能刺激成熟B细胞应答，如肺炎球菌荚膜多糖、聚合鞭毛素。

  20. TD-Ag 和 TI-Ag的比较 TD-Ag TI-Ag 组成 B和T细胞表位 重复B细胞表位 T细胞辅助 必需 无需 免疫应答 体液和细胞免疫 体液免疫 抗体类型 多种 IgM 免疫记忆 有 无

  21. 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

  22. 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。

  23. 第三节 医学上重要的抗原 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。

  24. 痢疾杆菌 链球菌 伤寒杆菌 霍乱弧菌

  25. 病毒（viruses） 腺病毒 流感病毒 狂犬病病毒 口蹄疫病毒

  26. 真菌 白色念珠菌(1,000X oil) 疟原虫

  27. 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。

  28. 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。

  29. 四．异嗜性抗原（heterophil antigen，又称Forssman抗原） 与种属特异性无关，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原，也叫 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)

  30. 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

  31. 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 ———————————————————

  32. 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-

  33. 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

  34. 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。

  35. 八．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。

  36. 九．非特异性免疫刺激剂 （一）超抗原(superantigen, SAg) 只需要极低浓度即可激活2％－20％T细胞克隆，产生极强的免疫应答，这类抗原即为超抗原。

  37. 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。

  38. Superantigen Conventional Antigen Polyclonal T cell response 1:4 - 1:10 Superantigens Monoclonal/Oligoclonal T cell response 1:104 - 1:105

  39. 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。

  40. SAg的实际意义： 其生物学意义尚不完全清楚。 （1）SAg  T细胞亚群  细胞因子  毒性效应。 （2）SAg  T细胞亚群  免疫抑制  促进病毒感染、增殖。

  41. （二）免疫佐剂（adjuvant )： 定义：先于抗原或同时与抗原混合注射机体 可增强抗原的免疫原性的物质。 应用：a.弱免疫原性物质； b.免疫原剂量不足。 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

  42. 佐剂作用机制： ①改变抗原物理性状，延缓抗原降解和排除，延长抗原在体内储留时间； ②刺激单核－巨噬细胞系统，增强其对抗原的处理和递呈能力； ③刺激淋巴细胞的增值分化，从而增强和扩大免疫应答的能力。

  43. （三）丝裂原： 即有丝分裂原，能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，是一种非特异性的淋巴细胞多克隆激活剂。

  44. 人 小鼠 T细胞 B细胞 T细胞 B细胞 ConA ＋ － ＋ － PHA ＋ － ＋ － PWM ＋ ＋ ＋ － LPS － － － ＋ SPA － ＋ － －

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