免疫学：抗原

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1、抗 原,抗原(Antigen，Ag)：是一类能够刺激机体免疫系统，使之产生特异性免疫应答，并能与相应的抗体和/或效应细胞在体内或体外发生特异性反应的物质。,第一节 抗原的类型,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，诱导产生抗体或效应淋巴细胞的特性。 （2）免疫反应性 (antigenicity，又称抗原性、特异反应性)：指一种物质（抗原）与抗体特异性结合的特性。免疫应答：机体受抗原的刺激而诱发的免疫反应。免疫反应：抗原与抗体相互作用的免疫反应。,完全抗原（complete antigen)：具有免疫原性又具有特异反应性的物质，如

2、：大多数蛋白质、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。能与相应特异性抗体起反应，但本身不诱发抗体的形成的物质。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,半抗原,+,载体,抗体,完全抗原,（一）抗原物质的理化性质： 1. 异物性：决定免疫原性的首要性质；1）异种物质2）同种异体物质3）自身变异成分或隐蔽成分暴露 2. 分子大小：分子质量越大，免疫原性越强。分子质量一般在10Ku以上。,第二节 抗原的理化特性与分类,3. 化学结构与组成：

3、必须有较复杂的化学组成与结构。一般而言，蛋白质类物质抗原性较强，其中含有芳香族氨基酸（尤其是酪氨酸）的抗原免疫原性强。分子结构中有侧链的物质比类似但无侧链的物质具有较强的免疫原性。如：明胶蛋白，分子量100ku，但直链易降解，故免疫原性弱。如接入2%的酪氨酸后，其免疫原性就大大增强；核酸弱免疫原性，但加蛋白质载体，免疫原性增强；脂类一般无免疫原性。,4. 分子构象与易接近性： 分子构象： 指抗原分子中一些特殊化学基团的三维结构，它决定此分子是否能够与淋巴细胞的抗原受体吻合，从而启动免疫应答。 抗原物质因变性而构象改变，可导致其免疫原性的改变。 易接近性：指抗原分子的特殊化学基团与淋巴细胞表面对

4、应抗原受体相互接触的难易程度。 易接近性常与这些化学基团在抗原分子中分布的部位有关。 如P36图3-1,5. 物理状态蛋白质、核酸和合成抗原的凝集状态与非凝集状态有不同的免疫性。 一般，聚合状态蛋白质 单体 免疫原性颗粒性抗原可溶性抗原免疫原性 6. 抗原的完整性抗原经非口途径进入机体（注射、吸入和划痕伤口等），并接触免疫活性细胞，才能成为良好抗原。,一、 根据抗原性质：完全抗原、半抗原二、 根据诱导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)：如：多数蛋白质抗原 2. 胸腺非依赖性抗原(thymus-independ

5、entantigen, TI- Ag)：如：细菌脂多糖，聚合鞭毛素P37表3-2比较,（二）抗原的分类,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,三根据抗原的来源,天然抗原：指天然的生物细胞、细胞内成分及天然生物的产物，主要来自于植物、动物和微生物。1）细胞、细菌和病毒；2）蛋白质；3）多糖类物质；4）脂类抗原；5）核酸抗原。,天然抗原根据与宿主的亲缘关系：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）。 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

6、毒素血清等。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。,4.异嗜性抗原（heterrophile antigens):一种与种属特异性无关，存在于不同种系生物间的共同抗原。如大肠杆菌O14型的脂多糖。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),基因工程抗原：通过基因重组、再表达

7、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。,人工抗原：主要指小分子半抗原与一定载体连接后形成的完全抗原。合成抗原：通过化学合成的具有抗原性的分子，主要为人工合成的具有支链或直链氨基酸多聚体。超抗原：有些物质，如某些细菌毒素，只需极低的浓度（1-10 ng/ml) 就可以诱发最大的免疫效应，可使免疫动物20%的T细胞活化，这类物质称为超抗原（SAg)。,第二节 抗原的免疫特性,（一）抗原特异性 是免疫过程中最重要的特点，也是免疫学检测、诊断及防治的理论基础。 免疫原性的特异性：某种抗原只能刺激机体产生某种特定的应答产物（

8、特异性抗体、致敏性淋巴细胞）。 如：伤寒杆菌免疫动物产生抗伤寒杆菌抗体免疫反应性的特异性：抗原只能与其相应的抗体或致敏淋巴细胞结合。 如：伤寒杆菌只能与抗伤寒杆菌抗体结合,一、抗原特异性与抗原决定簇,（二）抗原决定簇及其类别,（antigenic determinant, AD） 又称表位（epitope），指抗原分子中决定 抗原特异性的特殊的化学基团，是抗原分子 与抗体及TCR/BCR特异结合的部位，也是被免 疫细胞识别的标志及免疫反应具有特异性的 物质基础。表位的性质、数目和空间构象决定了抗原 的特异性。,构象决定簇：序列上不相连而依赖于蛋白质或多糖的空间构象形成的决定簇，多暴露于抗原分子

9、表面。 顺序决定簇：一段相连的氨基酸序列所形成的决定簇，多位于抗原分子内部。 功能性抗原决定簇：位于抗原分子表面的决定簇,易被淋巴细胞识别,具有易接近性，可启动免疫应答。 隐蔽性抗原决定簇：位于抗原分子内部的决定簇，一般情况下被包绕于分子内部不能引起免疫应答。,分类,T细胞表位与B细胞表位,抗原结合价：抗原分子表面能与抗体分子结合的抗原决定簇的总数。 半抗原 单价 天然抗原 多价 多价抗原可同时与多种/多个抗体结合。,（一）半抗原特点 半抗原（Hapten): 又称不完全抗原，单独存在时只具有抗原性而无免疫原性的物质，如二硝基酚、青霉素。 特点：必须与某种载体偶联才能表现免疫原性。在偶联的分子

10、中，半抗原相当于一个抗原决定簇，或者是一个免疫优势决定簇。 载体与半抗原结合后使其具有免疫原性的物质，即半抗原+载体完全抗原。常用载体：BSA（牛血清蛋白）OVA（卵清蛋白）BGG（牛血清丙种球蛋白）,二、半抗原的免疫特性,（二）半抗原载体效应 概念：载体与半抗原偶联后能诱导机 体产生抗半抗原及抗载体的抗体。在免疫应答中，B细胞识别半抗原决定簇，T细胞识别载体决定簇。,（三）半抗原的特异性像抗原一样，半抗原也有特异性。半抗原转化成完全抗原免疫动物得到的抗体，对单纯的半抗原有很强的特异性反应。,和性质,共同抗原和交叉反应 共同抗原：两种或两种以上抗原具有的相同或相似的表位。,表位1,表位2,表位

11、3,表位1,A抗原,B抗原,三 、抗原的类属性（交叉性）,（二）交叉反应：抗体与具有相同或相似的表位的抗原之间出现的反应。血 清：Ab1、Ab2 + AgA 特异性反应 Ab1+AgB 交叉反应意义 与疾病发生有关：如急性肾小球肾炎用于疾病诊断;,表位1,表位3,表位1,免疫动物,A抗原,B抗原,表位2,食源性病菌（细菌、真菌、病毒）多为颗粒抗原，具有较强的抗原性。微生物组成成分比较复杂、含有的各种蛋白质，以及与其结合的多糖、类脂等都可能具有抗原性。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

12、等。,第三节 感染性抗原,痢疾杆菌,霍乱弧菌,伤寒杆菌,链球菌,大肠杆菌E.Coli,细菌的结构一、基本结构：细胞壁细胞膜细胞浆核质,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。,G 菌细胞壁结构,磷脂(细胞膜),肽聚糖,磷壁酸,G- 菌细胞壁结构,脂多糖（LPS）,脂蛋白,肽聚糖,磷脂(内膜，细胞膜),磷脂(外膜),脂多糖的结构,脂肪酸,聚二糖,核心多糖,特异性多糖 （O抗原）,脂类A,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

13、、核糖体、胞浆颗粒。核质：核酸 细菌的遗传物质,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,菌体抗原（somatic antigen),一个细菌细胞含有许多菌体抗原，是一个由不同蛋白质、多糖和脂类所组成的复合抗原。 不同种或不同型的细菌各有自己特有的菌体抗原，叫特异抗原，所产生的特异抗体只能和该种或该型细菌发生反应。 丢失鞭毛后的菌体抗原，为O抗原。,鞭毛抗原(flagella antigen),鞭毛抗原又称为H抗原，存在于细菌鞭毛中，化学成分为蛋白质，抗原性强，不耐热。有鞭毛的细菌

14、可形成云雾状菌落。将鞭毛抗原注射机体后产生鞭毛抗体。细菌失去鞭毛时，H抗原消失。在沙门氏菌属及大肠杆菌中，由于其鞭毛抗原的不同，可应用特异性因子的抗血清，作为菌种的鉴定标准。,表面抗原(surface antigen),表面抗原包围在细菌菌体抗原的外表，它的存在可干扰菌体抗原与相应的抗体的结合。最先证实的细菌表面抗原是肺炎球菌的荚膜抗原，以后陆续发现伤寒杆菌的Vi抗原，大肠杆菌的K抗原等。,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。内毒素：是存在于革兰氏阴性菌细胞壁中的脂多糖，只有在细菌死亡裂解后才可释放出来，性质稳定，耐热，免疫原性弱，

15、毒性比外毒素弱，不能被甲醛脱毒成为类毒素。,三、细菌的外毒素与类毒素,细菌保护性抗原,微生物具有多种抗原成分，但其中只有1-2种抗原成分能刺激机体产生抗体，从而对机体起免疫保护作用，将这些抗原称为保护性抗原。 如炭疽杆菌、结核杆菌的培养液中某些胞外成分具有免疫原性，使保护性抗原。,狂犬病病毒,腺病毒,口蹄疫病毒,病毒（viruses）,流感病毒,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,核心,核衣壳,包膜内层基质蛋白,包膜外层,刺突,病毒的抗原性,病毒既能致病，又具有抗原性，诱变机体产生免疫应答。病毒的抗原性主要是指病毒自身蛋白的抗原性，可分为与病毒自身抗原和与感染细胞后产生的抗原两大类。,流感病毒抗原性与分型,1、内部抗原（核蛋白和内膜蛋白）抗原性稳定，分甲A、乙B、丙C三型 2、表面抗原： HA、NA ，易变异 3、流感病毒的变异,人 肺细胞,人流感病毒,鸡流感病毒,新病毒株,传染源、传播方式、潜伏期,传染源Source 急性感染者 传播方式Spread 飞沫或污染物 潜伏期Incubation 1-3 days.,致病性,第四节 超抗原和免疫佐剂,超抗原(superantigen, SAg)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。,