醫(yī)學(xué)免疫學(xué)抗原

1、第二講 抗原,內(nèi) 容 提 要,一、抗原的概念和特性二、影響抗原免疫原性的因素三、抗原的特異性與交叉反應(yīng)四、抗原的分類五、非特異性免疫細(xì)胞刺激劑（自學(xué)）六、抗原與臨床,第一節(jié) 抗原概念,抗原（antigen，Ag）是一類能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)使之產(chǎn)生免疫應(yīng)答、并能與相應(yīng)免疫應(yīng)答產(chǎn)物（抗體和效應(yīng)T細(xì)胞）在體內(nèi)外發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)。,Microorganisms (bacteria, virus, fungi), p

2、arasite, wormsSubstances(proteins, sugar, lipid and nucleic acid ),bacteria,virus,worm,fungi,2. 抗原的基本特性,,,,,免疫原性,抗原性/免疫反應(yīng)性/反應(yīng)原性,immunogenicity,antigenicity /immunoreactivity,Ab,,刺激免疫系統(tǒng),Ag,Ab,免疫原性(immunogenicit

3、y) ：抗原能刺激特異性免疫細(xì)胞，使之活化、增生、分化，最終產(chǎn)生免疫效應(yīng)物質(zhì)的特性?？乖裕╝ntigenicity)：即抗原可在體內(nèi)外與相應(yīng)的免疫效應(yīng)物質(zhì)發(fā)生特異性結(jié)合的特性，也叫免疫反應(yīng)性或反應(yīng)原性。,完全抗原：所有具有免疫原性和反應(yīng)原性的物質(zhì)。半抗原（hapten）：只有反應(yīng)原性而無免疫原性的物質(zhì)。 載體+半抗原 完全抗原免疫原：能刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答的抗原。免疫耐受和耐受原：在某種情況下，抗

4、原也可誘導(dǎo)相應(yīng)的淋巴細(xì)胞克隆對該抗原表現(xiàn)為特異性無應(yīng)答狀態(tài)，稱為免疫耐受。相應(yīng)的抗原稱為耐受原（tolerogen)。變應(yīng)原（allergen）：有些抗原還可引起機(jī)體發(fā)生病理性免疫應(yīng)答-超敏反應(yīng)，相應(yīng)的抗原稱為變應(yīng)原。,,第二節(jié) 影響抗原免疫原性的因素,抗原自身的因素宿主因素免疫方法,一、 抗原因素,1、異物性(foreignness) 是指抗原與所刺激機(jī)體的自身物質(zhì)的差異。如異種物質(zhì)、同種異體物質(zhì)、自身抗原。胚胎期免疫系

5、統(tǒng)的淋巴細(xì)胞未曾接觸過的任何物質(zhì)，種間差異越大，免疫原性越強(qiáng)。 異物性不是專指體外物質(zhì)，而是以免疫系統(tǒng)胚胎期或淋巴細(xì)胞發(fā)育的微環(huán)境是否曾與之接觸而決定，從未接觸過淋巴細(xì)胞的抗原具有異物性。,,2、分子大?。涸谝欢ǚ秶鷥?nèi)，相對分子質(zhì)量越大，免疫原性越強(qiáng)。相對分子質(zhì)量最低不能小于10000。 大相對分子質(zhì)量，含有抗原決定基多，可有效刺激淋巴細(xì)胞活化，化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且相對穩(wěn)定，在體內(nèi)不易被降解和清除，能

6、持續(xù)刺激免疫活性細(xì)胞。,,3、化學(xué)組成和異質(zhì)性：不同的氨基酸或單糖構(gòu)成共聚體往往比同源多聚物顯示更好的免疫原性,4、分子構(gòu)象：抗原分子中一些特殊化學(xué)基團(tuán)的三維結(jié)構(gòu)，可以決定該抗原分子是否能與相應(yīng)淋巴細(xì)胞表面的抗原受體（BCR）相互吻合，從而啟動免疫應(yīng)答。易接近性：抗原分子的特殊化學(xué)基團(tuán)與淋巴細(xì)胞表面相應(yīng)的抗原受體BCR相互接觸的難易程度,免疫原性,抗原決定基的分子構(gòu)象與易接近性決定抗原免疫原性的強(qiáng)弱,二、宿主因素宿主的遺傳背景　控

7、制免疫應(yīng)答的基因座位于MHC內(nèi)，MHC在決定宿主對免疫原的免疫反應(yīng)中起重要作用年齡、性別與健康狀態(tài),,三、免疫方法劑量　劑量適中，過高或過低都可以誘導(dǎo)免疫耐受（高帶耐受與低帶耐受）是否使用佐劑途徑　皮內(nèi)、皮下、肌肉、腹腔及靜脈，數(shù)周內(nèi)反復(fù)注射，免疫間隔要適當(dāng)。,第三節(jié) 抗原的特異性和交叉反應(yīng),特異性（specificity) 是指物質(zhì)之間的相互吻合性或針對性、專一性?？乖奶禺愋员憩F(xiàn)在兩個方面：　免疫原性的特異性－

8、是指抗原刺激機(jī)體只引起與它相應(yīng)的免疫細(xì)胞發(fā)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和致敏淋巴細(xì)胞；　抗原性的特異性－指抗原只能與相應(yīng)抗體或致敏淋巴細(xì)特異性結(jié)合而發(fā)生免疫反應(yīng)。,特異性是免疫應(yīng)答最重要的特點(diǎn)，也是免疫學(xué)診斷與防治的理論依據(jù)。決定抗原特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)是抗原分子中的抗原決定基。,抗原特異性的兩個方面,抗原誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)答及與應(yīng)答產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)所顯示的專一性。,,一、抗原決定基—決定抗原特異性的分子基礎(chǔ),抗原決定基（antigen deter

9、minant) 指抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)。是被免疫細(xì)胞識別的靶結(jié)構(gòu)，也是免疫反應(yīng)具有特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。也稱為表位(epitope) 。,,一個多肽決定基含5~17個氨基酸殘基；一個多糖決定基含5~7個單糖；一個核酸半抗原決定基含6~8個核苷酸。,抗原決定基的位置、數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)決定抗原特異性。,表位的分類構(gòu)象表位和線性表位T細(xì)胞表位和B細(xì)胞表位功能性和隱蔽性決定基（B細(xì)胞表位）,,構(gòu)像表位和線性表位,T細(xì)胞

10、決定基（T細(xì)胞表位）：T細(xì)胞決定基位于抗原分子內(nèi)部，必須由APC將抗原加工處理為小分子多肽并與MHC分子結(jié)合，然后才能被TCR所識別。B細(xì)胞決定基（B細(xì)胞表位）：BCR能與未經(jīng)APC加工的抗原發(fā)生反應(yīng)，其識別的靶結(jié)構(gòu)主要位于抗原分子表面的決定基。,T細(xì)胞表位與B細(xì)胞表位-根據(jù)表位是被TCR還是BCR識別分類,,B細(xì)胞表位功能性和隱蔽性決定基,功能性決定基：位于抗原分子表面的易與BCR或抗體結(jié)合的B細(xì)胞決定基，稱為功能性決定基。其

11、中起關(guān)鍵作用的個別化學(xué)基團(tuán)稱為免疫優(yōu)勢基團(tuán)。隱蔽性決定基：位于抗原分子內(nèi)部的，不能與BCR或抗體結(jié)合的B細(xì)胞決定基稱為隱蔽性決定基。,在某些理化因素作用下，隱蔽性決定基可暴露于分子表面而成為功能性決定基，從而誘導(dǎo)免疫應(yīng)答，其在自身抗原和自身免疫性疾病中較為常見。（詳見自身免疫）,二、交叉反應(yīng),交叉反應(yīng)(cross reaction) ：抗原（或抗體）除與其相應(yīng)抗體（或抗原）發(fā)生特異性反應(yīng)外，有時還可與其他抗體（或抗原）發(fā)生反應(yīng)，稱為

12、交叉反應(yīng)。共同抗原：若兩種不同的微生物抗原具有相同或相似的抗原決定基，則稱為共同抗原或交叉抗原。,,抗A,抗B,,,A,,,,,,,,,B,,,,,,,,,,共同抗原和交叉反應(yīng),Sameepitope,,第四節(jié) 抗原的分類,,(一) 根據(jù)抗原誘導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體是否需要Th細(xì)胞的輔助分類 * 胸腺依賴性抗原（thymus dependent antigen, TD-Ag）：由B細(xì)胞表位和T細(xì)胞表位組成，絕大多數(shù)蛋白質(zhì)抗原

13、屬此類。 *胸腺非依賴性抗原（thymus independent antigen, TI-Ag）：由多個重復(fù)B細(xì)胞表位組成，無T細(xì)胞表位，可分為TI-1Ag和TI-2Ag。,TD抗原與TI抗原引起體液免疫的機(jī)制不同,,TD與TI抗原的比較,,（二）根據(jù)抗原是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成分類　內(nèi)源性抗原 指來自于APC細(xì)胞內(nèi)部的抗原 腫瘤抗原，病毒顆粒等　外源性抗原 指非APC自身所產(chǎn)生的抗原。

14、天然抗原(natural Ag)人工抗原(artificial Ag)等內(nèi)源性抗原 胞質(zhì)溶膠途徑 抗原肽:MHCⅠ類分子復(fù)合物 CD8+T細(xì)胞外源性抗原 溶酶體途徑 抗原肽:MHCⅠ類分子復(fù)合物 CD4+T細(xì)胞,,,,,,,異種抗原(xenogenic Ag)：病原微生物、類毒素等不同種屬之間的抗原；同種異型抗原(Allogenic Ag)：存在于同一種族不同個體之間的抗原，如HLA，A

15、BO血型抗原，Rh抗原, MHC等。自身抗原( Autoantigen)：自身成分，分為隱蔽的自身抗原、改變的自身抗原等。異嗜性抗原(heterophilic antigen)：存在于不同種屬動物、植物和微生物細(xì)胞等表面無種屬特異性的共同抗原。,(三) 根據(jù)抗原與宿主的親緣關(guān)系分類,第五節(jié) 非特異性免疫細(xì)胞刺激劑（自學(xué)）,佐劑超抗原絲裂原,一、佐 劑,某些物質(zhì)預(yù)先或與抗原同時注入體內(nèi)，可增強(qiáng)機(jī)體對該抗原的免疫應(yīng)答或改

16、變免疫應(yīng)答的類型，此類物質(zhì)被稱為佐劑（adjuvant）。佐劑的作用 增強(qiáng)抗原的免疫原性；增強(qiáng)機(jī)體對抗原刺激的反應(yīng)性；改變抗體類型；引起或增強(qiáng)遲發(fā)性超敏反應(yīng)。,佐劑的類型1. 油性佐劑：石蠟、花生油 Complete Fruend’s adjuvant (CEA) 弗氏完全佐劑 Incomplete fruend’s adjuvant (IEA)

17、 弗氏不完全佐劑2. 礦物鹽佐劑：氫氧化鋁[AL(OH)3];3. 合成佐劑：雙鏈多聚核苷酸　多聚肌苷酸、多聚腺苷酸、脂質(zhì)體等。,二、超抗原(superantigen, SAg),單克隆T細(xì)胞應(yīng)答1:104 - 1:105,超抗原,* 一類由細(xì)菌外毒素和逆轉(zhuǎn)錄病毒蛋白構(gòu)成的抗原，能與多數(shù)T細(xì)胞結(jié)合并為T細(xì)胞活化提供信號，極微量蛋白可活化多克隆T細(xì)胞，產(chǎn)生很強(qiáng)的刺激效果，故稱為超抗原。,* 無須抗原加工與遞呈

18、 * 形成TCR Vβ-超抗原-MHCⅡ類分子復(fù)合物 *無MHC限制性,SAg與T細(xì)胞結(jié)合的特點(diǎn),CDR: complementary determining region, 互補(bǔ)決定區(qū),超抗原激活T細(xì)胞的特點(diǎn),無須抗原處理強(qiáng)大的刺激能力與T細(xì)胞相互作用無MHC限制性超抗原的免疫識別位點(diǎn)分為兩類：MHC結(jié)合位和TCRVβ區(qū)結(jié)合位超抗原不僅可激活T細(xì)胞，而且可能誘導(dǎo)T細(xì)胞的耐受,超抗原的生物學(xué)意義,參與某些病理過程 sA

19、g刺激大量T細(xì)胞激活，　產(chǎn)生多種細(xì)胞因子引起某些疾病。SAg與自身免疫應(yīng)答 SAg的強(qiáng)大刺激可能激活體內(nèi)自身反應(yīng)性T細(xì)胞，從而誘發(fā)自身免疫性疾?。甋Ag與免疫抑制 T細(xì)胞因過度激活而被耗竭．與抗腫瘤效應(yīng) CTL被大量激活而對腫瘤發(fā)揮殺　傷作用,三、絲裂原（mitogen）,可致細(xì)胞發(fā)生有絲分裂，進(jìn)而增殖的抗原，亦稱有絲分裂原 。,,,Mitogen,第六節(jié) 抗原與臨床,,抗原在臨床中的應(yīng)用,特異性抗原-抗體反應(yīng)：用

20、于疾病診斷與輔助診斷應(yīng)用疫苗防治疾病,特異性抗原-抗體反應(yīng),應(yīng)用特異性抗體定性和定量檢測病原體檢測變應(yīng)原：為防治超敏反應(yīng)性疾病提供依據(jù),,應(yīng)用疫苗防治疾病,提純、合成病原體或其來源的抗原，通過適當(dāng)理化修飾并與佐劑混合，制備疫苗，可用于防治多種感染性疾病，例如天花、白喉，破傷風(fēng)，乙肝等。腫瘤疫苗、T細(xì)胞疫苗等可用于治療腫瘤和自身免疫病?？诜乖T導(dǎo)免疫耐受，治療自身免疫病，例如口服髓磷脂堿性蛋白治療脫髓鞘疾病。少量多次反復(fù)注