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1、INSTITUTE FOR IMMUNOBIOLOGY DEPARTMENT OF IMMUNOLOGY 一、抗原的概念 二、抗原的异物性与特异性 三、影影响抗原诱导免疫应答的因素 四、 抗原的种类 五、非特异性免疫刺激剂 六、抗原识别的细胞分子基础 Contents 一、抗原和与抗原相关的几个基本概念一、抗原和与抗原相关的几个基本概念 F能够通过与 TCR 或者 BCR 特异结合而激活 T 或者B淋巴细胞、诱导正性或负性免疫应答的物 质称为抗原。正性应答导致抗体或/和效应 T细 胞的产生，而负性反应则引起抗原特异性的无反 应状态 ( antigen-specific non-reactivi
2、ty) ，即免疫耐 受 (tolerance) 。 1抗原抗原(Antigen) (2) 免疫原性（免疫原性（immunogenicity) Immunogenicity is the ability to induce a humoral and / or cell mediated immune response, including induce production of antibody and effector lymphocytes. 能够刺激机体产生产生免 疫应答，包括诱导产 生抗体及效应淋巴细 胞。 活化的B细胞 抗体 活化的T杀伤细胞 （3）反应原性）反应原性 (immun
3、oreactivity) 抗原性抗原性 (antigenicity) Antigenicityis the ability to combine specifically with the final products of the above responses (I.e., antibody and /or cell-surface receptors). 能与抗体或效应 T淋 巴细胞特异性结合 的能力。 不能诱导免疫应答，但可与特异性免疫反应 的产物发生反应的物质。 （只具有与抗体结合的能力，而单独不能诱 导抗体产生的物质）。 能够使半抗原成为具有免疫原性（可诱导 免疫应答）的物质称为载
4、体。 4. 半抗原（半抗原（Hapten） 5. 载体（载体（carrier）：）： 半抗原 (Hapten) 具有反应原性 (antigenicity) , 没有免疫 原性(immunogenicity)的 小分子物质。 小分子 免疫应答免疫应答 （immune response） + 载体 carrier 半抗原+载体=完全抗原 载体(carrier)：赋 予半抗原免疫原性的 大分子物质。 随着近年对固有免疫认识的深入，特别是随着近年对固有免疫认识的深入，特别是 对对PAMP和和DAMP等在固有免疫应答中的作等在固有免疫应答中的作 用和机制的了解，抗原传统性定义的适用性用和机制的了解，抗原
5、传统性定义的适用性 受到了挑战。受到了挑战。 固有免疫是否由抗原起动或激发。现已证实，固有免疫固有免疫是否由抗原起动或激发。现已证实，固有免疫 应答中存在分子识别，固有免疫的启动和激发是由固有免应答中存在分子识别，固有免疫的启动和激发是由固有免 疫识别受体对疫识别受体对PAMP、DAMP等识别的结果。等识别的结果。PAMP、 DAMP等可启动和激发以炎症反应为主的免疫应答，并清等可启动和激发以炎症反应为主的免疫应答，并清 除病原体和凋亡细胞，但却并不一定与应答产物特异性结除病原体和凋亡细胞，但却并不一定与应答产物特异性结 合。因此，合。因此，PAMP、DAMP等这类固有免疫的启动物和激等这类固
6、有免疫的启动物和激 发者并不符合传统抗原的内涵，难以被定义为传统概念上发者并不符合传统抗原的内涵，难以被定义为传统概念上 的抗原。的抗原。 适应性免疫应答是在固有免疫应答的基础上产适应性免疫应答是在固有免疫应答的基础上产 生，如果固有免疫的启动和激发物质不能称之为抗生，如果固有免疫的启动和激发物质不能称之为抗 原的话，那么这是否动摇了有关适应性免疫中抗原原的话，那么这是否动摇了有关适应性免疫中抗原 定义的基础定义的基础? 免疫（免疫（Immunity） 固有免疫（固有免疫（Innate immunity） 适应性免疫（适应性免疫（Adaptive immunity） 免疫原（免疫原（Immun
7、ogenImmunogen）-启动免疫应答的物质启动免疫应答的物质 抗原（抗原（antigen, Agantigen, Ag）-启动适应性免疫应答的物质启动适应性免疫应答的物质 固有免疫原（固有免疫原（InnagenInnagen，IngIng）-启动固有免疫应答的物质启动固有免疫应答的物质 抗原的概念和延伸抗原的概念和延伸 Immunogen Innagen (INg)/Innate Molecular Pattern (IMP) Antigen (Ag) PAMP DAMP Others? Immunogenicity Reactigenicity 熊思东.道亦道,非故道-试论固有免疫中的
8、抗原和 免疫原的定义.现代免疫学, 2007 , 27 (6):441-443 抗原的概念和延伸抗原的概念和延伸 免疫原的特点免疫原的特点 固有免疫原固有免疫原 抗抗 原原 不限于特定类别的成分或单一分子不限于特定类别的成分或单一分子 启动、诱导固有免疫应答启动、诱导固有免疫应答 免疫原性、免疫反应性分离免疫原性、免疫反应性分离 免疫原性、免疫反应性一致免疫原性、免疫反应性一致 启动、诱导适应性免疫应答启动、诱导适应性免疫应答 以表位为识别基础以表位为识别基础 就免疫应答始动因素而言就免疫应答始动因素而言 熊思东.道亦道,非故道-试论固有免疫中的抗原和 免疫原的定义.现代免疫学, 2007 ,
9、 27 (6):441-443 Ag启动、激发以特异性启动、激发以特异性CTL和和Ab为主为主 的免疫应答，清除病原体和靶细胞的免疫应答，清除病原体和靶细胞 适应性免疫识别的效应适应性免疫识别的效应 PAMPPAMP、DAMPDAMP启动、激发以炎症反应为主启动、激发以炎症反应为主 的免疫应答，清除病原体和凋亡细胞的免疫应答，清除病原体和凋亡细胞 固有免疫识别的效应固有免疫识别的效应 F自体不存在、改变的自我、胚胎期免疫系统未自体不存在、改变的自我、胚胎期免疫系统未 接触。接触。 F决定抗原的免疫原性。决定抗原的免疫原性。 F异物性是免疫原的核心。非己物为异物。异物性是免疫原的核心。非己物为异
10、物。 F抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构的抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构的 差异越大，免疫原性越强。差异越大，免疫原性越强。 二、抗原的基本特性（二、抗原的基本特性（异物性与特异性异物性与特异性） 异物性异物性(Foreignness) 人人 鸡鸡 猴猴猴猴 抗体抗体+人人RBC 抗体抗体+鸡鸡RBC + + 亲源关系与免疫排斥反应亲源关系与免疫排斥反应 *各种病原体、动物蛋白 *自身成分在胚胎期末未与免疫活性细胞接触过的 物质 (精子、眼内容物等，又称为隐蔽性抗原) *同种异体 （ABO血型、HLA分子等） 异物性异物性(Foreignness) 为什么是异物？为什么是异物？
11、免疫系统个体发育过程免疫系统个体发育过程 ，对，对 “自己自己”物质产生耐受，不物质产生耐受，不 能识别，而对能识别，而对“非己非己”物质物质 能够识别。能够识别。 异物性的意义异物性的意义排异排异 AgAgT,BT,B细胞细胞 特异特异 性免性免 疫应疫应 答答 效应物效应物AgAg 抗原被排除抗原被排除 F抗原只和自己相应的抗体和致敏淋巴细胞相结合这一特抗原只和自己相应的抗体和致敏淋巴细胞相结合这一特 性，称为抗原的特异性（性，称为抗原的特异性（ Specificity ）。）。 特异性（特异性（Specificity） F意义-是免疫学诊断与防治的理论依据 (1)两对半：检测HBV (2
12、)接种牛痘：消灭天花 F决定抗原特异性的物质基础 特异性（特异性（Specificity） F分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，分子中决定抗原特异性的特殊化学基团， 称为抗原表位。称为抗原表位。 F它是它是TCR/BCR及抗体特异性结合的基及抗体特异性结合的基 本单位，通常由本单位，通常由517个氨基酸或个氨基酸或57个多个多 糖残基或核苷酸组成。糖残基或核苷酸组成。 1）抗原表位（）抗原表位（epitope）的概念）的概念 表位，抗原决定簇表位，抗原决定簇 Epitope or Antigenic Determinant: 抗原与特异性免疫反应产物结合的最小单位。 antigen anti
13、gen antigen 。 2）抗原表位的类型）抗原表位的类型 顺序表位（线性表位） 构象表位（非线性表位） T细胞表位 B细胞表位 表位的结构特点 T/B识别表位的区别 构象表位构象表位（conformational epitope ） 序列上不连续的多肽或多糖，有空间构象形成的决定基， 又叫非线性表位（non-linear epitope ），见于BCR或抗体识 别的决定基，一般位于分子的表面。 顺序表位顺序表位（sequential epitope） 一段序列相连续的氨基酸片段，又叫线性表位（linear epitope ），多位于抗原分子的内部，主要是T细胞决定基。 T细胞表位和B细胞
14、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。 （1）人胰高血糖素免疫小鼠 1 2 34 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 NH3 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 COOH （2）产生特异性抗体和T效应细胞 抗体：针对N端 117氨基酸残基 T效应细胞：针对C端 1829氨基酸残基 没有发现一个表位同时被T细胞和B细胞识别。 *B细胞表位是天然的，细胞表位是天然的， *位于分子的表面或转折处位于分子的表面或转折处 *为构象决定基或顺序决定基为构象决定基或顺序决定基 *是抗原分
15、子的三级结构是抗原分子的三级结构 COOH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16 17 18 NH3 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 * T细胞表位是细胞表位是 抗原提呈细胞抗原提呈细胞 加工提呈的抗加工提呈的抗 原肽原肽 *呈线性排列呈线性排列 *位于抗原分子的表面 抗抗 原原 抗体 CDR3 表位 B 细 胞 表 位 抗原中被BCR 和抗体分 子所识别的部位称为B细胞表 位（B cell epitope）。 *抗原表面能够与抗体结 合的最小单位 *具有构象依赖性 （抗原表 位与抗体分子的抗原结合部 位在形状上互补才能保
16、证抗 原与抗体的紧密结合。） （1）B细胞表位 (B cell epitope) （2）T细胞表位 蛋白质分子中被MHC分子递呈并被TCR识别的肽段肽段称为T 细胞表位（T cell epitope ）。 TCR MHC HIV peptide Ep1Ep2Ep3 T 细胞表位细胞表位 （T Cell epitope） 能够与能够与MHCMHC并被并被TCRTCR识别的肽段识别的肽段 与蛋白质分子与蛋白质分子构象构象无关无关 与肽段在蛋白质分子中的与肽段在蛋白质分子中的位置位置无关无关 主要决定于肽段的主要决定于肽段的氨基酸序列氨基酸序列 与宿主表达的与宿主表达的MHCMHC分子有关分子有关 T细胞和B细胞抗原表位的特性
