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1、第二章第二章 抗原与抗体抗原与抗体第一节第一节 抗原（抗原（ Antigen,AgAntigen,Ag）一、概念一、概念二、构成免疫原的条件二、构成免疫原的条件三、抗原决定簇三、抗原决定簇四、抗原的交叉性四、抗原的交叉性五、抗原的分类五、抗原的分类六、重要的天然抗原六、重要的天然抗原七、佐剂七、佐剂（一）抗原与抗原性一）抗原与抗原性 1 1、抗原（、抗原（Antigen, AgAntigen, Ag）：）：凡能刺激机体产生抗凡能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞，并能与之结合引起特异体和致敏淋巴细胞，并能与之结合引起特异性免疫反应的物质称为抗原性免疫反应的物质称为抗原 2 2、抗原性：、抗原性：
2、（1 1）免疫原性：是指抗原能刺激机体产生抗体和）免疫原性：是指抗原能刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞的特性致敏淋巴细胞的特性 （2 2）反应原性：是指抗原与相应的抗体或致敏淋）反应原性：是指抗原与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生反应的特性，此特性又称为免疫巴细胞发生反应的特性，此特性又称为免疫反应性反应性 一、概念一、概念 （二）完全抗原与半抗原（二）完全抗原与半抗原 1、完全抗原：既具有免疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原 2、半抗原：只具有反应原性而缺乏免疫性的物质称为不完全抗原，亦称为半抗原 简单半抗原:既不能单独刺激机体产生抗体,在与相应抗体结合后也不能出现可见的反应,但能阻止该与相应的
3、抗原结合. 复合半抗原:不能单独刺激机体产生抗体,但在试管内可与相应抗体结合,在一定条件下可出现肉眼可见的反应.（一）异源性（一）异源性 1、异种物质 2、同种异体物质:如血型抗原 3、改变和隐蔽的自身物质（自身抗原）（二）理化性状（二）理化性状 1、分子大小 2、化学组成、分子结构和立体构象的复杂性 3、物理状态 二、构成免疫原的条件二、构成免疫原的条件（一）基本概念（一）基本概念 1、抗原决定簇(antigen determinant)：抗原分子表面抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团称为抗原具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团称为抗原决定簇或抗原决定基，也称表位决定簇或抗原决
4、定基，也称表位(epitopes) 2、构象决定簇和顺序决定簇 3、功能性决定簇和隐蔽的决定簇（二）抗原决定簇的性质及大小（二）抗原决定簇的性质及大小 1、蛋白质性抗原决定簇：一般由4-7个氨基酸残基组成 2、多糖性抗原决定簇：一般由5-6个单糖残基组成 3、核酸性抗原决定簇：一般由5-8个核苷酸残基组成 三、抗原决定簇三、抗原决定簇（三）抗原决定簇的数量（三）抗原决定簇的数量每个抗原分子上抗原决定簇的数量称该抗原的抗原价每个抗原分子上抗原决定簇的数量称该抗原的抗原价 1、单价抗原：是指只有一个抗原决定簇的抗原 2、多价抗原：是指含有多个抗原决定簇的抗原 3、单特异性决定簇：抗原分子只含有一种
5、特异性决定簇 4、多特异性决定簇：含有两种以上不同特异性的决定簇天然抗原一般都为多价和多特异性决定簇抗原（四）半抗原（四）半抗原- -载体现象载体现象 1、半抗原半抗原- -载体现象：小分子物质不具有免疫原载体现象：小分子物质不具有免疫原性，不能诱导产生免疫应答，但当它们与大性，不能诱导产生免疫应答，但当它们与大分子物质连接后，就能诱导机体产生免疫应分子物质连接后，就能诱导机体产生免疫应答，并能与相应的抗体结合，这种现象称为答，并能与相应的抗体结合，这种现象称为半抗原半抗原- -载体现象。载体现象。 2、载体效应：半抗原与载体结合后首次免疫动物，载体效应：半抗原与载体结合后首次免疫动物，可测得
6、半抗原的抗体，出现初次反应可测得半抗原的抗体，出现初次反应, ,但当第但当第二次免疫时，半抗原连接的载体只有和首次二次免疫时，半抗原连接的载体只有和首次免疫所用的载体相同时，才会有再次反应，免疫所用的载体相同时，才会有再次反应，这种现象称为载体效应。这种现象称为载体效应。 四、抗原的特异性与交叉性四、抗原的特异性与交叉性（一）基本概念（一）基本概念1.1.特特异异性性：一一种种抗抗原原只只能能引引起起机机体体产产生生相相应应抗抗体体，此此抗抗体也只能与相应抗原发生结合。体也只能与相应抗原发生结合。 2.2.交交叉叉反反应应: :凡凡是是具具有有共共同同抗抗原原决决定定簇簇的的微微生生物物间间均
7、均可可发生交叉反应。发生交叉反应。（二）产生抗原交叉性的原因（二）产生抗原交叉性的原因1.1.共共同同抗抗原原: :不不同同种种属属的的微微生生物物间间, ,微微生生物物与与其其它它抗抗原原间间, ,或或其其它它抗抗原原物物质质间间, ,除除具具有有本本身身特特异异性性抗抗原原决决定定簇之外簇之外, ,还可有共同的决定蔟还可有共同的决定蔟, ,称共同抗原称共同抗原2.2.类属抗原类属抗原: :种属相关的生物间的共同抗原种属相关的生物间的共同抗原3.3.异嗜性抗原异嗜性抗原：种属无关的生物间的共同抗原种属无关的生物间的共同抗原（三）交叉反应在实践中的作用（三）交叉反应在实践中的作用诊断和防治1.
8、诊断当中出现误诊诊断当中出现误诊（1）牛感染禽结核杆菌或副结核杆菌）牛感染禽结核杆菌或副结核杆菌牛结核菌牛结核菌（2）牛感染了肠耶尔森氏菌）牛感染了肠耶尔森氏菌牛布氏杆菌牛布氏杆菌2.诊断疾病诊断疾病用猪传染性胃肠炎抗原用猪传染性胃肠炎抗原猫细小病毒感染猫细小病毒感染用变形杆菌抗原用变形杆菌抗原动物的立克氏体病动物的立克氏体病用牛心肌酒精提取液作抗原用牛心肌酒精提取液作抗原梅毒患者的血清梅毒患者的血清3.预防传染病预防传染病（1）牛痘苗）牛痘苗人天花人天花（2）人麻疹苗）人麻疹苗犬瘟热犬瘟热（4）火鸡疱疹病毒）火鸡疱疹病毒鸡马立克鸡马立克MD（一）根据抗原的性质分类（一）根据抗原的性质分类（二
9、）根据抗原的来源分类（二）根据抗原的来源分类（三）根据对胸腺（三）根据对胸腺（T T）细胞的依赖性分类细胞的依赖性分类（四）根据抗原的化学性质分类（四）根据抗原的化学性质分类 五、抗原的分类五、抗原的分类（一）微生物抗原（一）微生物抗原 1、细菌抗原：菌体抗原（又称O抗原），鞭毛抗原（又称H抗原），荚膜抗原（又称K抗原），菌毛抗原 2、病毒抗原：囊膜抗原（又称V抗原），衣壳抗原（又称VC抗原），核蛋白抗原（又称NP抗原） 3、毒素抗原 4、超抗原 5、其他微生物抗原六、重要的天然抗原六、重要的天然抗原（二）高等生物的抗原（二）高等生物的抗原 1、ABO血型抗原 2、动物血清与组织浸液 3、酶类
10、物质 4、激素PRRSVPRRSV病毒粒子结构示意图病毒粒子结构示意图 GP5 (ORF5)M proUein (ORF6)GP2,GP3,or GP4(ORF 2,3,4)N proUein (ORF7)ssRNA(+)Lipid bilayerAAA问题：下列各物质是否是好的免疫原，为什么？问题：下列各物质是否是好的免疫原，为什么？在什么情况下可以改变成好的免疫原？在什么情况下可以改变成好的免疫原？1.化学药物注入机体。化学药物注入机体。2.铁钉刺入皮肤。铁钉刺入皮肤。3.自身蛋白质。自身蛋白质。4.牛奶给狗喝。牛奶给狗喝。5.牛奶注入狗的皮下。牛奶注入狗的皮下。6.细菌病毒感染家禽。细菌
11、病毒感染家禽。7.细菌死苗投喂给猪。细菌死苗投喂给猪。8.gene-表达表达-产物产物-Ab。该表达蛋白具有很好的抗原性。该表达蛋白具有很好的抗原性。第二节第二节 抗体（抗体（AntibodyAntibody，AbAb） 1 1、抗体（、抗体（AbAb）: :由抗原致敏的由抗原致敏的B B细胞分化为浆细胞细胞分化为浆细胞产生的能与相应抗原发生特异性结合的免疫球产生的能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。蛋白。 2 2、免疫球蛋白（、免疫球蛋白（IgIg）：）：具有抗体活性或化学结构具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白与抗体相似的球蛋白 。 两者在概念上的区别：两者在概念上的区别：一、一、
12、 免疫球蛋白与抗体的概念免疫球蛋白与抗体的概念五类免疫球蛋白五类免疫球蛋白重链有五重链有五种类型：种类型：链：链：IgG 链：链：IgM 链：链：IgA 链：链：IgE 链：链：IgD二、Ig的分子结构 四条对称四条对称多肽链多肽链 2 重链（重链（H链）链） 450aa：50Kd2 轻链（轻链（L链）链） 214 aa：25Kd-S-S-L-H-H-LH链链 按按Ag性分出性分出5类：类： 、 Ig相应分出相应分出5类：类：IgM IgG IgA IgD IgE L链链 按按Ag性分出两型：性分出两型：、（一）（一）Ig单体的分子结构单体的分子结构1.基本结构：基本结构：2.三个功能区三个功
13、能区1）可变区（）可变区（ variable region, Vvariable region, V区区区区）（1）组成：）组成：N端轻链的端轻链的1/2和重链的和重链的1/4组成，含有组成，含有110个氨个氨（2）功能：与抗原结合，存在与抗原决定簇结合的特异性结）功能：与抗原结合，存在与抗原决定簇结合的特异性结合点。一个合点。一个IgG分子在功能上是双价。分子在功能上是双价。2）稳定区（）稳定区（ constant region, Cconstant region, C区区区区）（1）组成：）组成：C端轻链的端轻链的1/2和重链的和重链的3/4组成，在组成，在CH又有三个亚又有三个亚单位即单
14、位即CH1，CH2和和CH3组成组成（2）功能：表现各自的功能。）功能：表现各自的功能。结合补体结合补体(CH2)，粘附，粘附C(CH3)，通过胎盘和粘膜，遗传标志的，通过胎盘和粘膜，遗传标志的反映区反映区3）绞链区）绞链区（hinge regionhinge region）连接可变区与稳定区，起轴承关节作用连接可变区与稳定区，起轴承关节作用（二）（二）Ig的水解片段与生物学活性的水解片段与生物学活性1 1、免疫球蛋白的水解片段、免疫球蛋白的水解片段（1 1）木瓜蛋白酶：）木瓜蛋白酶：抗原结合片断：抗原结合片断：Fab片段，片段， 可结晶片段：可结晶片段：Fc片段片段（2 2）胃蛋白酶）胃蛋白
15、酶2 2、FabFab片段的组成与生物学功能片段的组成与生物学功能（1 1）组成：）组成：（2 2）生物学活性：）生物学活性：3 3、FCFC片段的组成与生物学活性片段的组成与生物学活性（1 1）组成：）组成：（2 2）生物学活性：）生物学活性：（三）特殊结构（三）特殊结构 1.1.连接链（连接链（joining chain，J J链链) ) 2. 2.分泌片（分泌片（secretory piece, SP） 三、各类免疫球蛋白的特性和免疫学功能三、各类免疫球蛋白的特性和免疫学功能2、血清中含量最多、血清中含量最多,占占Ig的的7080%。持续。持续时时 间最长，在体液免疫中发挥主导作用。间最
16、长，在体液免疫中发挥主导作用。（一）、（一）、IgG-中和性中和性Ab1、IgG多为单体，分子量是多为单体，分子量是Ig中最小的一中最小的一 种。种。 半衰期约为半衰期约为23天。天。3、IgG是唯一能通过人、灵长类动物、兔胎是唯一能通过人、灵长类动物、兔胎 盘的抗体。盘的抗体。4、IgG的的CH2能通过经典途径激活补体。能通过经典途径激活补体。5、通过、通过Fc段与细胞表面段与细胞表面FcR结合。结合。 与吞噬细胞结合发挥调理作用；与与吞噬细胞结合发挥调理作用；与K细胞结合，发挥细胞结合，发挥ADCC抗体依抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用；与葡萄球菌赖性细胞介导的细胞毒性作用；与葡萄球菌A蛋
17、白结合。蛋白结合。6、参与、参与II、III型超敏反应。型超敏反应。7、具有抗菌、抗毒素、抗病毒和杀伤肿瘤细胞的、具有抗菌、抗毒素、抗病毒和杀伤肿瘤细胞的 作用。作用。1.为五聚体，是分子量最大的为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。称巨球蛋白。2.免疫应答最早产生免疫应答最早产生IgM，但持续时间短。可用于早，但持续时间短。可用于早期诊断，新生儿宫内感染的诊断。期诊断，新生儿宫内感染的诊断。3.B细胞抗原受体细胞抗原受体(BCR): SmIgM4.也可参与也可参与II、III型超敏反应型超敏反应5.凝集细菌，溶菌，调理作用均强于凝集细菌，溶菌，调理作用均强于IgG(500-1000倍倍)
18、。（二）、（二）、IgM高效能抗体高效能抗体1.分为血清型和分泌型两种。血清型分为血清型和分泌型两种。血清型IgA：单体单体IgA。分泌型。分泌型IgA（SIgA）：双体）：双体IgA，粘膜抗，粘膜抗体。体。由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生。由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生。2.主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道、消主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。以初乳化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。以初乳中含量最高。中含量最高。3.SIgA的合成和主要作用部位在黏膜。局部粘膜免的合成和主要作用部位在黏膜。局部粘膜免
19、疫的重要因素。疫的重要因素。（三）（三）IgA粘膜抗体粘膜抗体1.单体单体Ig，局部抗体，血清中含量最少。，局部抗体，血清中含量最少。2.亲细胞抗体，与肥大细胞、嗜碱性粒细亲细胞抗体，与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力胞上的高亲和力Fc受体结合，引起受体结合，引起I型超型超敏反应。敏反应。3.在抗寄生虫方面有一定作用。在抗寄生虫方面有一定作用。 （四）IgEI型超敏反应抗体型超敏反应抗体vIgD是是B细胞的重要表面标志，标志着细胞的重要表面标志，标志着B细细胞成熟。胞成熟。（五）（五）IgD四、抗体的分类四、抗体的分类（一）根据抗原来源分类（一）根据抗原来源分类 1、异种抗体 2、同种抗体
20、3、自身抗体 4、异嗜性抗体（二）根据有无抗原刺激分类（二）根据有无抗原刺激分类 1、天然抗体 2、免疫抗体（三）根据与抗原反应的性质分类（三）根据与抗原反应的性质分类 1、完全抗体 2、不完全抗体（四）根据抗原抗体反应的表现形式分类（四）根据抗原抗体反应的表现形式分类 1、沉淀素 2、凝集素 3、溶解素 4、补体结合抗体 5、调理素 6、中和抗体 7、反应素（五）根据免疫球蛋白的类型分类（五）根据免疫球蛋白的类型分类五、抗体的人工制备五、抗体的人工制备大致可分为3个阶段：（1）以1890年Behring发现白喉抗毒素为代表，其特点是用抗原免疫动物来获得多克隆抗体。生物工程抗体生物工程抗体（2
21、）以1975年Kohler和Milstein 创建杂交瘤技术制备单克隆抗体为代表。细胞工程细胞工程抗体抗体（3）以1994年Winter以基因工程方法制备抗体为代表。基因工程抗体基因工程抗体 生物水平抗体生成技术细胞工程抗体生成技术 基因工程抗体生成技术基因工程抗体生成技术多克隆抗体（抗血清）多克隆抗体（抗血清）单克隆抗体单克隆抗体基因工程抗体基因工程抗体polyclonal antibody（一（一 ）、）、 多克隆抗体多克隆抗体多克隆抗体（多克隆抗体（polyclonal antibodypolyclonal antibody） 采用传统免疫方法，将抗原注入动物机体，数次免疫后，采取采用传
22、统免疫方法，将抗原注入动物机体，数次免疫后，采取采用传统免疫方法，将抗原注入动物机体，数次免疫后，采取采用传统免疫方法，将抗原注入动物机体，数次免疫后，采取动物血液，分离血清，由此获得的抗血清就是多克隆抗体。动物血液，分离血清，由此获得的抗血清就是多克隆抗体。动物血液，分离血清，由此获得的抗血清就是多克隆抗体。动物血液，分离血清，由此获得的抗血清就是多克隆抗体。 指抗原物质进入机体，刺激不同指抗原物质进入机体，刺激不同指抗原物质进入机体，刺激不同指抗原物质进入机体，刺激不同B B B B细胞产生的针对不同抗原决细胞产生的针对不同抗原决细胞产生的针对不同抗原决细胞产生的针对不同抗原决定簇的多种抗
23、体混合物。定簇的多种抗体混合物。定簇的多种抗体混合物。定簇的多种抗体混合物。 如如如如: : : :免疫血清（含多种特异性抗体）。免疫血清（含多种特异性抗体）。免疫血清（含多种特异性抗体）。免疫血清（含多种特异性抗体）。 实际意义：实际意义： 1.1.1.1.预防、治疗感染性疾病，预防、治疗感染性疾病，预防、治疗感染性疾病，预防、治疗感染性疾病， 2.2.2.2.诊断疾病、鉴定细菌诊断疾病、鉴定细菌诊断疾病、鉴定细菌诊断疾病、鉴定细菌 3.3.3.3.表达产物特异性检验表达产物特异性检验表达产物特异性检验表达产物特异性检验 交叉反应交叉反应交叉反应交叉反应传统传统抗血清抗血清抗抗 原原免免 疫
24、疫所有抗所有抗体体混合混合1 23412341 234脾脾脾脾 脏脏脏脏淋巴結淋巴結淋巴結淋巴結B B B B 細胞細胞細胞細胞monoclonal antibody（McAb）（二）、（二）、 单克隆抗体单克隆抗体癌细癌细胞胞可培可培养养生生长长浆浆细细胞胞可分泌抗体可分泌抗体融合瘤HybridomaYYYYYYYYYYYYYYYYYY细细胞胞融融合合两组两组染色体混在一起染色体混在一起也可以培也可以培养养生長生長产产生生专专一性抗一性抗体体一個個 B cell 只只产产生一生一种种抗抗体体1975年年Kohler和和Milstein将抗体产生细胞与具有无限增殖将抗体产生细胞与具有无限增殖能
25、力的骨髓瘤细胞融合，通过有限稀释法及克隆化使杂交能力的骨髓瘤细胞融合，通过有限稀释法及克隆化使杂交瘤细胞成为单克隆细胞系。瘤细胞成为单克隆细胞系。淋巴细胞杂交瘤技术淋巴细胞杂交瘤技术1.单克隆抗体（单克隆抗体（monoclonal antibody，McAb） 由克隆化的由克隆化的由克隆化的由克隆化的B B B B细胞杂交瘤产生的针对单一抗原决定簇的抗体。细胞杂交瘤产生的针对单一抗原决定簇的抗体。细胞杂交瘤产生的针对单一抗原决定簇的抗体。细胞杂交瘤产生的针对单一抗原决定簇的抗体。 3.HAT3.HAT3.HAT3.HAT培养基：培养基：培养基：培养基：次黄嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤(H),
26、(H), 氨基蝶呤氨基蝶呤氨基蝶呤氨基蝶呤(A)(A)和胸腺嘧啶核苷和胸腺嘧啶核苷和胸腺嘧啶核苷和胸腺嘧啶核苷(T)(T)。2.2.2.2.杂交瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞 - - 无限增殖；无限增殖；无限增殖；无限增殖；免疫免疫免疫免疫B B细胞细胞细胞细胞 - - 合成、分泌特异性抗体。合成、分泌特异性抗体。合成、分泌特异性抗体。合成、分泌特异性抗体。单抗与多抗的比较单抗与多抗的比较单抗与多抗的比较单抗与多抗的比较 1. 1.特异性高特异性高特异性高特异性高 2. 2.均质性好均质性好均质性好均质性好 3. 3.纯度高纯度高纯度高纯度高 4.
27、 4.重复性好重复性好重复性好重复性好 5. 5.效价高效价高效价高效价高 6. 6.容易标准化容易标准化容易标准化容易标准化 7. 7.可大量生产可大量生产可大量生产可大量生产 (三三)、McAb技术基本过程技术基本过程1.在血清学技术方面：可提高各种血清学的方法检在血清学技术方面：可提高各种血清学的方法检测抗原的特异性、敏感性、重复性、稳定性。测抗原的特异性、敏感性、重复性、稳定性。2.在免疫学基础研究方面：免疫细胞的分离、鉴定在免疫学基础研究方面：免疫细胞的分离、鉴定和分类，以及研究各种膜表面免疫分子的结构和功和分类，以及研究各种膜表面免疫分子的结构和功能。能。3.在肿瘤免疫治疗方面：免疫导弹。在肿瘤免疫治疗方面：免疫导弹。4.在抗原的分析、纯化方面：亲和层析在抗原的分析、纯化方面：亲和层析5.制备抗独特型抗体。制备抗独特型抗体。（四）、（四）、McAb的应用的应用
