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1、1 概述概述 决定免疫原性的条件决定免疫原性的条件 抗原特异性抗原特异性 抗原的种类及其医学意义抗原的种类及其医学意义 抗原的应用抗原的应用 非特异性免疫刺激剂非特异性免疫刺激剂第二章第二章 抗抗 原原 ( Antigen, Ag)( Antigen, Ag)2 抗原是可被抗原是可被T T、B B淋巴细胞识别，并淋巴细胞识别，并启动特启动特异性免疫应答的物质异性免疫应答的物质. . 抗原的概念抗原的概念 具具体体而而言言，抗抗原原是是能能够够刺刺激激机机体体产产生生免免疫疫应应答答的的效效应应物物质质（抗抗体体和和致致敏敏淋淋巴巴细细胞胞），并并能能与之特异性结合与之特异性结合的物质的物质.
2、. 一一 概概 述述3 两个基本特性两个基本特性 免免疫疫原原性性 immunogenicityimmunogenicity 能能够够刺刺激激机机体体产产生生抗抗体体和和效应效应T T淋巴细胞淋巴细胞; ; 反反 应应 原原 性性 antigenicity,antigenicity,也也 称称 为为 免免 疫疫 反反 应应 性性（immunoreactivityimmunoreactivity）/ /抗抗原原性性（antigenicityantigenicity） 能能与与所产生的抗体和效应淋巴细胞特异性结合所产生的抗体和效应淋巴细胞特异性结合. . * 具备上述两种基本性质的物质称为具备上述
3、两种基本性质的物质称为完全抗原完全抗原. * * 只具备免疫反应性而不具备免疫原性的物质称为只具备免疫反应性而不具备免疫原性的物质称为半抗原半抗原（haptehapten n）。 与适当的载体结合即可成为完全抗原与适当的载体结合即可成为完全抗原4 hapten molecule* 参考第十六章参考第十六章 超敏反应超敏反应毒葛反应毒葛反应Poison ivy / poison oak reaction5决定免疫原性的条件是什么？决定免疫原性的条件是什么？哪些物质可成为抗原？哪些物质可成为抗原？6 ( (一）一） 抗原的理化性质抗原的理化性质 多数蛋白为良好抗原多数蛋白为良好抗原;多肽、多糖及脂
4、类亦具一定多肽、多糖及脂类亦具一定的免疫原性。的免疫原性。 二 决定免疫原性的条件决定免疫原性的条件 1、分子大小分子大小: : 抗原的分子量一般为抗原的分子量一般为10kDa 10kDa ，且分子量越大，且分子量越大，免疫原性越强。免疫原性越强。 2、复杂的化学组成与特殊的化学基团复杂的化学组成与特殊的化学基团 3、分子易接近性、分子易接近性（accessibility)accessibility) 4、物理性质：、物理性质： 颗粒状抗原颗粒状抗原可溶性抗原可溶性抗原; 多聚体抗原多聚体抗原单体抗原单体抗原; 佐剂的作用佐剂的作用7 抗原的氨基酸残基位置与免疫原性的关系抗原的氨基酸残基位置与
5、免疫原性的关系8 2 2、适当的进入途径适当的进入途径 一般而言一般而言,抗原物质需从非经口途径进入机体抗原物质需从非经口途径进入机体. 其其由由强强及及弱弱的的规规律律为为：皮皮内内皮皮下下肌肌肉肉腹腹腔腔(仅仅限限于于动动物物)静脉静脉. （二）抗原与机体的相互作用（二）抗原与机体的相互作用 1 1、异物性异物性 *其经典含义是指非机体自身物质的属性其经典含义是指非机体自身物质的属性. 现定义为现定义为在胚胎期未与免疫活性细胞充分接触过的物质在胚胎期未与免疫活性细胞充分接触过的物质. . *亲缘关系或种属关系越远，免疫原性越强亲缘关系或种属关系越远，免疫原性越强 .3、 机体因素机体因素
6、遗传、年龄及健康状态等。遗传、年龄及健康状态等。9三三 抗原特异性抗原特异性 某某一一抗抗原原只只能能刺刺激激机机体体产产生生特特定定的的抗抗体体或或致致敏敏淋淋巴巴细细胞胞,并并只能只能与这种特定的抗体或淋巴细胞结合与这种特定的抗体或淋巴细胞结合或相互作用或相互作用. 抗原特异性即诱导产生免疫应答物质及与其反应的抗原特异性即诱导产生免疫应答物质及与其反应的专一性专一性乙肝疫苗（抗原）乙肝疫苗（抗原） 刺激机体产生抗乙肝病毒抗体刺激机体产生抗乙肝病毒抗体抗乙肝病毒抗体抗乙肝病毒抗体 与乙肝病毒结合与乙肝病毒结合(而不与丙肝或甲而不与丙肝或甲肝病毒结合肝病毒结合) A 抗原抗原 抗抗A抗体抗体
7、结结 合合10 通常通常515个氨基酸残基，个氨基酸残基，57个多糖残基或核苷酸可构成个多糖残基或核苷酸可构成一个表位。一个表位。 抗原决定基抗原决定基(antigenic determinant),(antigenic determinant), 亦称为亦称为表位表位(epitope) (epitope) ： 存在于抗原分子中存在于抗原分子中, , 决定抗原特异性的决定抗原特异性的基本结构或化学基团。是与基本结构或化学基团。是与TCR/BCRTCR/BCR及抗体结合的基本及抗体结合的基本单位单位. . （一）决定抗原特异性的分子结构基础（一）决定抗原特异性的分子结构基础 决定基决定基1. 决
8、定基或表位决定基或表位11抗原的价：抗原的价：抗原分子表面能够与抗体结合的抗原分子表面能够与抗体结合的功能性功能性表位的数量表位的数量。12 化学基团的性质决定抗原的特异性化学基团的性质决定抗原的特异性 13 化学基团（化学基团（COOHCOOH）位置对半抗原抗体反应特异性的影响）位置对半抗原抗体反应特异性的影响14 立体异构型对半抗原抗体反应特异性的影响立体异构型对半抗原抗体反应特异性的影响15 抗原特异性取决于抗原分子中抗原抗原特异性取决于抗原分子中抗原决定基的性质、位置与空间结构。决定基的性质、位置与空间结构。16抗原决定基的结构分类抗原决定基的结构分类:构象决定基与线性决定基构象决定基
9、与线性决定基T细胞识别线性决定基（亦称为连续性表位）细胞识别线性决定基（亦称为连续性表位）B细胞识别构象（亦称为非连续性表位）与线性决定基细胞识别构象（亦称为非连续性表位）与线性决定基功功能能性性决决定定基基:存存在在于于抗抗原原分分子子表表面面,且且易易被被识识别别的的决决定定基基.存在于分子内部的称为隐蔽决定基存在于分子内部的称为隐蔽决定基.T细细胞胞识识别别表表位位与与B细细胞胞识识别别表表位位:尚尚未未发发现现能能被被T和和B细细胞同时识别的表位胞同时识别的表位.2. 抗原表位的类型抗原表位的类型 抗原表位的类型影响免疫应答的类型抗原表位的类型影响免疫应答的类型17 抗原连续性表位与非
10、连续性表位抗原连续性表位与非连续性表位18 T T细胞和细胞和B B细胞抗原表位的特性的比较细胞抗原表位的特性的比较 T T细胞识别表位细胞识别表位 B B细胞识别表位细胞识别表位表位受体表位受体 TCR BCRTCR BCRMHCMHC分子分子 必需必需 不需不需表位性质表位性质 主要是变性多肽主要是变性多肽 天然多肽、多糖、脂天然多肽、多糖、脂 多糖、有机化合物多糖、有机化合物表位大小表位大小 8-128-12氨基酸氨基酸(CD8+T)(CD8+T) 5-15 5-15氨基酸、氨基酸、5-75-7单糖单糖 12-1712-17氨基酸氨基酸(CD4+T) (CD4+T) 或或5-75-7个核
11、苷酸个核苷酸表位类型表位类型 线性表位线性表位 构象表位、线性表位构象表位、线性表位表位位置表位位置 抗原分子任意部位抗原分子任意部位 抗原分子表面抗原分子表面 19 交叉抗原交叉抗原(cross antigen):(cross antigen): 某某一一抗抗原原不不但但与与其其诱诱导导产产生生的的抗抗体体或或致致敏敏淋淋巴巴细细胞胞结结合合或或相相互互作作用用，还还可可与与其其它它抗抗原原诱诱导导的的抗抗体体或或致致敏敏淋淋巴巴细胞作用。细胞作用。 交叉反应交叉反应(cross reaction):(cross reaction): 交交叉叉抗抗原原与与其其它它抗抗原原所所诱诱生生的的抗抗
12、体体及及致致敏敏淋淋巴巴细细胞胞结结合合或相互作用的反应。或相互作用的反应。 ( (二二) ) 交叉抗原及其意义交叉抗原及其意义抗原抗原1抗体抗体2+抗体抗体1+抗体抗体3+20交叉抗原是否是对抗原特异性的否定？交叉抗原是否是对抗原特异性的否定？构成交叉抗原的分子基础是什么？构成交叉抗原的分子基础是什么？211、抗原异质性与共同表位抗原异质性与共同表位 抗抗原原异异质质性性即即抗抗原原物物质质的的非非均均一一性性, ,同同一一分分子子表表面面可可存存在不同的表位在不同的表位.共共同同表表位位:即即不不同同的的抗抗原原上上存存在在的的相相同同或或相相似似的的抗抗原原决决定基定基.222 2、 交
13、叉抗原的意义交叉抗原的意义 (1)诱发诱发自身免疫病自身免疫病; (2) 诊断诊断; (3) 治疗治疗. 与人体组织起交叉反应的与人体组织起交叉反应的A组链球菌抗原组链球菌抗原23血红蛋白血红蛋白HbA与与HbA2均由均由146个氨个氨基酸组成，但仅基酸组成，但仅10个氨基酸不同。个氨基酸不同。 交叉抗原导致制备特异性抗体的难度交叉抗原导致制备特异性抗体的难度HbA2特异性抗体特异性抗体不与不与HbA反应，说反应，说明其识别特异性抗明其识别特异性抗原，而不是交叉抗原，而不是交叉抗原原.24HaiyanXiaoetal:BCMD,2010;44:127-13225抗原的种类繁多、数量巨大，该如何
14、掌握抗原的种类繁多、数量巨大，该如何掌握所需抗原的知识？所需抗原的知识？26四四抗原的分类及其医学意义抗原的分类及其医学意义（一）（一）依据对依据对T细胞的依赖分类细胞的依赖分类： 1 1、T T细胞依赖抗原（细胞依赖抗原（TDTD抗原抗原），亦称胸腺依赖抗原），亦称胸腺依赖抗原 绝大多数蛋白及细胞抗原属于绝大多数蛋白及细胞抗原属于TDTD抗原抗原. . 2 2、非、非T T细胞依赖抗原（细胞依赖抗原（TITI抗原抗原) )，亦称胸腺非依赖抗原，亦称胸腺非依赖抗原. . TI-1抗抗原原:具具多多克克隆隆激激活活作作用用,成成熟熟与与不不成成熟熟的的B细细胞胞均均可对其发生反应可对其发生反应,
15、主要代表为细菌脂多糖主要代表为细菌脂多糖;TI-2抗抗原原: 表表面面为为多多个个重重复复表表位位,但但只只能能刺刺激激成成熟熟的的B细细胞胞,该类抗原包括肺炎荚膜多糖该类抗原包括肺炎荚膜多糖,聚合鞭毛素等聚合鞭毛素等.271 1、异异种种抗抗原原(xenogenic (xenogenic antigen):antigen): 即即来来自自不不同同种种属属的的抗抗原原. . (1)(1)病病原原微微生生物物及及其其产产物物; ; (2)(2)植植物物蛋蛋白白; ; (3)(3)动动物物来来源源的的抗抗血清血清; (4) ; (4) 异种器官移植抗原等异种器官移植抗原等。2 2、同同种种抗抗原原
16、(allogenic (allogenic antigen):antigen): 亦亦称称同同种种抗抗原原或或同同种种异异体体抗抗原原。重重要要的的同同种种抗抗原原为为(1)(1)红红细细胞胞血血型型抗抗原原; ; (2)(2)主主要要组织相容性抗原即组织相容性抗原即MHC;(3)IgMHC;(3)Ig亦为同种抗原亦为同种抗原. .3、自自身身抗抗原原(autoantigen):(autoantigen):(1)(1)隐隐蔽蔽抗抗原原或或隔隔离离抗抗原原的的释释放放; (2); (2)改变或修饰的自身抗原改变或修饰的自身抗原.(3).(3)肿瘤抗原肿瘤抗原. .4、异异嗜嗜性性抗抗原原(het
17、erophilic (heterophilic antigen):antigen): 又又称称Forssman(Forssman(福福斯斯曼曼) )抗抗原原。是是一一类类与与种种属属无无关关的的，存存在在于于人人、动动物物及及微微生生物之间的共同抗原。物之间的共同抗原。 （二）（二） 根据与机体的亲缘程度分类：根据与机体的亲缘程度分类：28（三）依根据抗原是否由抗原递呈细胞所合成（三）依根据抗原是否由抗原递呈细胞所合成1. 1. 外外源源性性抗抗原原(exogenous (exogenous antigen) antigen) 来来源源于于细细胞胞外外的的抗抗原原称为外源性抗原称为外源性抗原,
18、 ,如被吞噬的细胞或细菌等如被吞噬的细胞或细菌等. . 经经抗抗原原递递呈呈细细胞胞加加工工为为抗抗原原肽肽并并与与MHC MHC IIII类类分分子子形形成成复合物复合物, , 由由CD4+TCD4+T细胞的细胞的TCRTCR识别识别. .2. 2. 内内源源性性抗抗原原(endogenous (endogenous antigen) antigen) 细细胞胞内内合合成成的的抗抗原原称称为为内内源源性性抗抗原原, ,如如被被病病毒毒感感染染细细胞胞合合成成的的病病毒毒蛋蛋白白和和肿肿瘤细胞内合成的蛋白等瘤细胞内合成的蛋白等. . 经经加加工工为为抗抗原原肽肽并并与与MHC MHC I I类
19、类分分子子形形成成复复合合物物, , 由由CD8+TCD8+T细胞的细胞的TCRTCR识别识别. .29（四）其他分类（四）其他分类 1. 1. 完全抗原与半抗原完全抗原与半抗原 2. 2. 天然抗原与人工抗原天然抗原与人工抗原 3. 3. 根据诱导免疫应答的性质根据诱导免疫应答的性质: : 移植抗原、肿瘤抗原、移植抗原、肿瘤抗原、微生物抗原、引起超敏反应的变应原或过敏原、导致免疫微生物抗原、引起超敏反应的变应原或过敏原、导致免疫耐受的耐受原等耐受的耐受原等 4.4. 根根据据理理化化性性质质: : 颗颗粒粒性性抗抗原原与与可可溶溶性性抗抗原原; ; 蛋蛋白白抗抗原、多糖抗原及多肽抗原等。原、
20、多糖抗原及多肽抗原等。30 五五 抗原在临床实践中的应用抗原在临床实践中的应用1诊诊断断与与辅辅助助诊诊断断:用用已已知知抗抗体体检检测测相相对对应应抗抗原原，或或用用已已知知的的抗抗原原检检测测体体内内存存在的抗体可用于在的抗体可用于(1) 传染因子及其抗体的确定传染因子及其抗体的确定.(2) 检测过敏原检测过敏原(3) 输血配型及移植配型输血配型及移植配型2治疗治疗:(1) 治疗性疫苗的研制与开发治疗性疫苗的研制与开发(2) 治疗超敏反应治疗超敏反应3.预防预防:经灭活或减毒的疫苗可用于经灭活或减毒的疫苗可用于经灭活或减毒的疫苗可用于经灭活或减毒的疫苗可用于 传染病的预防传染病的预防传染病
21、的预防传染病的预防.4.医医学研究学研究:发病机制探讨发病机制探讨, 研制新的诊断与治疗方法研制新的诊断与治疗方法31抗原在实际应用中存在的问题是什么？抗原在实际应用中存在的问题是什么？如何去解决？如何去解决？32 六六 其他非特异性免疫刺激剂其他非特异性免疫刺激剂 将其预先或与抗原一起注射给机体将其预先或与抗原一起注射给机体可增强免疫应答可增强免疫应答或或改变应答的类型的物质改变应答的类型的物质. . 可非特异性增强体液免疫与细胞免疫可非特异性增强体液免疫与细胞免疫. . （一）（一） 佐剂佐剂 adjuvant33 1、佐剂的种类佐剂的种类（1）化合物化合物包包括括氢氢氧氧化化铝铝、明明矾
22、矾、矿矿物物油油及及吐吐温温80、弗弗氏氏不不完完全全佐佐剂剂（羊羊毛毛脂脂与与石石蜡蜡油油的的混混合合物物）等等，人人工工合合成成的的多聚肌苷酸：胞苷酸多聚肌苷酸：胞苷酸(polyI:C)，脂质体等。，脂质体等。（2）生物制剂生物制剂 经经处处理理或或改改造造细细菌菌及及其其代代谢谢产产物物。如如卡卡介介苗苗、短短小小棒棒状状杆杆菌菌、革革兰兰氏氏阴阴性性菌菌细细胞胞壁壁成成分分脂脂多多糖糖（LPS）和和类类脂脂A、源源于于分分支支杆杆菌菌的的胞胞壁壁酰酰二二肽肽等等；细细菌非甲基化菌非甲基化CpGDNA；细胞因子及热休克蛋白等细胞因子及热休克蛋白等（3）新型佐剂）新型佐剂342、佐剂的作用
23、机制佐剂的作用机制改改变变抗抗原原的的物物理理性性状状，延延缓缓其其降降解解和和排排除除延延长长抗抗原原在在体体内内的的滞滞留留时时间间以以更更有有效效地地刺刺激激免免疫系统。疫系统。 刺刺激激单单核核巨巨噬噬细细胞胞系系统统，增增强强其其对对抗抗原原的处理和递呈能力。的处理和递呈能力。 刺激淋巴细胞的增殖与分化刺激淋巴细胞的增殖与分化。353、佐剂的应用佐剂的应用增强特异性免疫应答增强特异性免疫应答可用于预防接种及动物的抗血清制备。可用于预防接种及动物的抗血清制备。作为非特异性免疫增强剂作为非特异性免疫增强剂可用于抗肿瘤与抗感染的辅助治疗可用于抗肿瘤与抗感染的辅助治疗* 参考第二十三章参考第
24、二十三章361、概概念念:在在极极低低浓浓度度下下(1-10ng/ml), (1-10ng/ml), 与与普普通通抗抗原原（激激活活0.01-0.01-0.001%0.001%外外周周血血T T细细胞胞）相相比比，可可激激活活更更多多（5-20% 5-20% ） T T细细胞胞的抗原称为超抗原的抗原称为超抗原. 外外源源性性超超抗抗原原-金金葡葡菌菌肠肠毒毒素素，表表皮皮剥剥脱脱毒毒素素，关关节节炎炎支支原原体体分分裂裂原原，小小肠肠、结结肠肠耶耶氏氏菌菌膜膜蛋蛋白白；内内源源性性超超抗抗原原-逆逆转转录病毒蛋白录病毒蛋白2、作用：、作用：直接激活直接激活T T细胞细胞 3、生生物物学学意意义
25、义：Sag可可能能参参与与机机体体的的某某些些生生理理与与病病理理反反应应；与中毒性休克、某些自身免疫病、与中毒性休克、某些自身免疫病、ADIS等疾病状态有关等疾病状态有关.（二）超抗原（二）超抗原 Superantigen, Sag37 （三）三）丝裂原丝裂原 (mitogen) 可致细胞发生有丝分裂，进而增殖。可致细胞发生有丝分裂，进而增殖。 体外实验中，特定丝裂原可使静止的淋巴细胞增体外实验中，特定丝裂原可使静止的淋巴细胞增殖和有丝分裂殖和有丝分裂, ,即淋巴细胞转化（即淋巴细胞转化（lymphocyte lymphocyte transformationtransformation）。
26、 丝裂原可激活丝裂原可激活某一类淋巴细胞某一类淋巴细胞的全部克隆，故可的全部克隆，故可将丝裂原视为非特异性多克隆激活剂将丝裂原视为非特异性多克隆激活剂 38 抗原是刺激机体产生免疫应答的物质抗原是刺激机体产生免疫应答的物质,具免疫原性与免疫反具免疫原性与免疫反应性应性.决决定定某某种种物物质质能能否否成成为为抗抗原原，或或是是否否具具备备免免疫疫原原性性的的基基本本条件条件:大分子大分子,复杂的化学基团复杂的化学基团,异物性异物性,适当的途径适当的途径。抗原的特异性是由抗原决定基的性质抗原的特异性是由抗原决定基的性质,结构所决定。结构所决定。医学上重要的抗原主要有医学上重要的抗原主要有:病原微
27、生物、同种抗原等。病原微生物、同种抗原等。佐佐剂剂是是预预先先或或与与抗抗原原一一起起注注射射给给机机体体可可增增强强免免疫疫应应答答或或改改变应答的类型的物质变应答的类型的物质。超抗原是能激活更多的超抗原是能激活更多的T细胞的物质细胞的物质。丝裂原是可非特异性地使某一类细胞发生有丝分裂的物质。丝裂原是可非特异性地使某一类细胞发生有丝分裂的物质。小小 结结391. 决定抗原免疫原性的因素有哪些？怎样才能获得高效价决定抗原免疫原性的因素有哪些？怎样才能获得高效价抗体？抗体？2. 如何理解异物性如何理解异物性? 具异物性的物质是否一定是非己物质具异物性的物质是否一定是非己物质?3. 何谓抗原特异性
28、，存在交叉反应性的基础是什么？何谓抗原特异性，存在交叉反应性的基础是什么？4. 何谓同种抗原，请举例说明其在医学实践中的意义何谓同种抗原，请举例说明其在医学实践中的意义5. 何谓何谓TD抗原与抗原与TI抗原？抗原？6. 超抗原和常规抗原有何区别？超抗原和常规抗原有何区别？7. 什么是佐剂，有何用途什么是佐剂，有何用途8. 请举例说明抗原在医学实践中的意义？请举例说明抗原在医学实践中的意义？思思 考考 题题40请指出下列物质是抗原？半抗原？或两者都不是。请指出下列物质是抗原？半抗原？或两者都不是。 葡萄糖葡萄糖,氯化钠、氯化钠、 三硝基苯三硝基苯(TNP) 他人的红细胞他人的红细胞,他人的白细胞
29、他人的白细胞,他人的肝脏他人的肝脏,他人的抗体他人的抗体,人的晶状体人的晶状体. 猪的肝脏猪的肝脏,牛奶牛奶,青霉素青霉素,普鲁卡因普鲁卡因,破伤风类毒素、破伤风类毒素、马抗破伤风毒素血清马抗破伤风毒素血清,HIV,溶血性链球菌溶血性链球菌,小鼠单克隆抗体小鼠单克隆抗体41抗原结构的抗原结构的理论研究理论研究表位疫苗表位疫苗新型形式新型形式诱发免疫应答诱发免疫应答的机理研究的机理研究表位预测表位预测表位修饰表位修饰颗粒疫苗颗粒疫苗穿膜肽穿膜肽ISCOM，DNA表位提呈机制表位提呈机制TH1/TH2TH1/TH2的极化的极化特异性抗原的特异性抗原的分析、筛选分析、筛选蛋白质组蛋白质组 抗原工程抗原工程 对抗原的从头设计（对抗原的从头设计（de novo designde novo design） 引自：第三军医大学引自：第三军医大学吴玉章教授讲座吴玉章教授讲座4243
