免疫学 第二章 抗原

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1、 第二章 抗原教学目的和要求： 1. 掌握 抗原、免疫原性、抗原性、完全抗原、半抗原 （抗原决定簇）和载体的概念；掌握血型抗原和异嗜性抗原 的概念和临床意义。2. 熟悉 决定抗原的抗原性的条件，熟悉T细胞表位和B 细胞表位的特点。3. 了解 抗原的分类，超抗原和免疫佐剂的含义。第一节 抗原概论一、概念抗原（Antigen, Ag）凡能刺激机体免疫系统 产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与其相应抗体或 致敏淋巴细胞在体内或体外发生特异性反应的物 质，统称为抗原 。抗原主要指病原微生物及其代谢产物以及抗毒 素血清和药物等。根据来源可分为外来抗原和自 身抗原。变应原（allergen）引发速发型超敏反应的

2、抗原 。耐受原（tolerogen）可诱导机体产生免疫耐受 的抗原。二、抗原的两种基本特性1. 免疫原性 又称抗原性（immunogenecity）是指 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。 AgAgT TB B致敏致敏T T细胞细胞浆细胞浆细胞抗体抗体 免疫原性示意图2. 2. 免疫反应性 又称反应原性，是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。AgAgT TB B致敏T T细胞细胞浆细胞浆细胞抗原性（免疫反应性）示意图抗原性（免疫反应性）示意图抗体三、完全抗原与半抗原1. 完全抗原 完全抗原（complete antig

3、en) 具有免疫原 性和抗原性的物质。2. 半抗原 半抗原（hapten，又称不完全抗原 incomplete antigen ）无免疫原性，只有反应原性的物质。 3. 载体 载体（carrier）赋予半抗原以免疫原性的蛋白 质。半抗原 + 蛋白质（载体） 完全抗原。半抗原半抗原 + +载体载体抗体抗体BTh完全抗原完全抗原BBB Th半抗原载体效应示意图 半抗原 + 蛋白质（载体） 完全抗原第二节 抗原的异物性与特异性一、异物性异物性是指来源于体外的抗原，绝大多数抗原属 于异物，但也存在自身抗原。二、特异性抗原特异性的物质基础是抗原决定簇（antigenic determinant）,抗原决

4、定簇亦称表位（epitope），又称半抗原（hapten ）。（一）抗原决定簇抗原决定簇（antigenic determinant）, 又称 表位（epitope）。1. 概念 （1）抗原决定簇：抗原分子存在的能TCR/BCR 或抗体Fab片段特异性结合的特殊化学基团，是 免疫应答特异性的物质基础。（2）抗原结合价：抗原结合价（antigenic valence ）是指能够与抗体分子结合的决定簇数目。2. 类型 （1）构象决定簇 ：构象决定簇（ conformational determinant）由分子内不 连续的2-3个氨基酸残基折叠排列所形成的 三维结构构成。（2）顺序决定簇：顺序决定

5、簇（sequence determinant），又称线性决定簇（linear determinant），由某些氨基酸残基按一定顺序连续排列组成线状系列。构象决定簇与线性决定簇构象决定簇与线性决定簇（二）T、B细胞表位1. T细胞表位（1）与TCR结合的表位（约917个氨基酸残基） 称T细胞表位（T cell epitope） 。（2）T细胞识别抗原的二个结合部位 T细胞表位 ：与TCR结合。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67 个氨基酸基 或糖基）。T细胞表位B细胞表位 表位受体TCRBCRMHC分子必需无需表位性质主要是线性短肽天然多

6、肽，多糖，脂多 糖，有机化合物表位大小912个氨基酸 （CD8T细胞） 1217个氨基酸 （CD4T细胞）67个氨基酸 或57个单糖、核苷酸表位类型线性表位构象表位、线性表位 表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面T T细胞表位与细胞表位与B B细胞表位的特性比较细胞表位的特性比较（三）抗原-抗体反应的特异性抗原表位的性质、数目、位置、空间排列和 立体构象决定着抗原-抗体反应的高度特异性。（四）共同抗原表位与交叉反应1.共同表位：共同表位（common epitope）指不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位。2.交叉反应：交叉反应（cross-reaction）指抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或

7、相似表位的不同抗 原均具有的反应（交叉结合）。第三节 影响抗原免疫应答的因素一、抗原分子的结构和性质1. 1. 分子量：分子量越大，免疫原性越强。分子量：分子量越大，免疫原性越强。2. 2. 化学组成及结构化学组成及结构（1 1）蛋白质）蛋白质（2 2）多糖：具有免疫原性）多糖：具有免疫原性, , 较蛋白质弱。较蛋白质弱。 （3 3）核酸：多无免疫原性。）核酸：多无免疫原性。 3. 3. 可降解性：可降解性：L-L-氨基酸氨基酸 易降解；易降解；D-D-氨基酸氨基酸 不易降解。不易降解。二、宿主方面的因素1.遗传因素 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。2.其他因素

8、年龄、性别与健康状态。 三、免疫原的剂量及进入途径（1）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。（2）途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔、呼吸道 和口服免疫应答水平依次降低。第四节 抗原的分类 一、根据抗原性能1. 完全抗原2. 半抗原 二、根据抗原刺激机体产生免疫应答是否需要 Th细胞辅助 1. 胸腺依赖性抗原（thymus-dependent antigen, TD-Ag）需要T细胞参与才能诱导免疫应答的抗原，如，多 数蛋白质抗原。 2.非胸腺依赖性抗原（thymus-independentantigen, TI- Ag）如，只含有B细胞表位，可直接激活 B细

9、胞的抗原；如：细菌脂多糖，聚合鞭毛素。三、根据与人体的亲缘关系（一）异种抗原异种抗原（xenogenic Ag）主要指病原微生物。异种抗原（二）同种异型抗原 同种异型抗原（allogenic Ag）主要包括血型抗原、主要组织相容性抗原以及次要组织相容性 抗原等。1.人类血型抗原 目前，已报导23个系统 。（1） ABO（H）血型系统：人类ABO（H ）血型系统可分为A、B、AB和O四种类型。 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抗体新生儿溶血症示意图新生儿溶血症示意图（2）Rh血型系统2.

10、主要组织相容性抗原 主要指MHC类分子和类 分子。MHC类分子和类分子模式图（三）自身抗原自身抗原（autoantigen）的形成主要有以下 原因。 1.隐蔽抗原释放 2.自身抗原被修饰（1）生物因素（2）化学修饰（3）物理修饰 3.抗原决定基扩展4.分子模拟（异嗜性抗原）（四）异嗜性抗原异嗜性抗原（heterophile antigen）是指一类与种属特异性无关，存在于人、动物、植物及微生物组织之间的共同抗原。因Forssman首先发现这种抗原，故亦称为Forssman抗原。 豚鼠绵羊（五）独特型抗原Ig的V区、B细胞抗原识别受体（BCR）和T细胞抗原识别受体（TCR）所具有的独特的氨基酸顺

11、序和空间构象，构成不同的表位，这些表位称为独特型（idiotype，Id），Id可诱导自身产生相应的抗体称抗独特型抗体。由于Id 由抗体的生物学作用转变为抗原特性，亦称独特型抗原（idiotypic antigen） 。四、其他分类 （一）产生方式不同1.天然抗原2.人工合成抗原（二）物理性状的不同 1.颗粒性抗原2.可溶性抗原（三）化学性质不同1.蛋白质抗原2.多糖抗原3.多肽抗原 （四）诱导免疫应答的作用 1.移植抗原2.肿瘤抗原3.变应原4.过敏原及耐受原 第五节 超抗原和丝裂原一、超抗原（一）概念可激活很高数量T细胞的某些细菌或病毒 产物称作超抗原（superantigen, SAg）

12、 。（二）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520%。2. 抗原无需处理，直接与MHC-II类分子和TCR-V结合。3. 无MHC限制性，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。二、丝裂原在体外实验中，能与T、B细胞表面的相应受体结合，刺激静止的淋巴细胞转化为淋巴母 细胞，表现出体积增大，胞浆增多，DNA合成增加或有丝分裂变化的物质称有丝分裂原（ mitogen） 。人和小鼠人和小鼠T T细胞和细胞和B B细胞有丝裂原的比较细胞有丝裂原的比较 刀豆蛋白刀豆蛋白 A A（Con AC

13、on A） 植物血凝素植物血凝素（PHAPHA） 美洲商陆美洲商陆（PWMPWM） 脂多糖脂多糖（LPSLPS） 葡萄球菌葡萄球菌A A蛋白蛋白（SPASPA） 人人 小鼠小鼠T T细胞细胞 B B细胞细胞 T T细胞细胞 B B细胞细胞 第六节 免疫佐剂一、定义佐剂（adjuvant ）是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 。二、应用1.能增强弱免疫原性物质的免疫原性，常 用于增强一些小分子疫苗的免疫原性。2.可是剂量不足的免疫原产生有效的免疫应答（如免疫制备抗体等）。三、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. ISCOM6. 细胞因子 四、佐剂增强机体免疫应答的机制1.诱导局部的炎症反应（BCG）。2.增加抗原的滞留时间（乳浊剂 ）。3.作为抗原的传递工具（脂质体）。4.增加激活机体细胞（T细胞和B细胞）克隆数（微生物及其产物制剂）。5.直接增强免疫效应（细胞因子）。作业1. 解释下列名词抗原，免疫原性，抗原性，抗原决定簇， 异嗜性抗原。2. 完全抗原和半抗原的区别。3. 决定抗原特异性的物质基础。4. 影响抗原免疫应答的主要因素。5. TD-Ag和TI-Ag的区别。6. 根据与人体亲缘关系分类的主要抗原。7. 超抗原的特点。