免疫學(xué)抗原

1、第三章 抗原,Chapter 3 Antigen,,學(xué)習(xí)要點(diǎn),掌握抗原相關(guān)的概念和抗原的兩大特性。掌握表位的概念；掌握B細(xì)胞表位，T細(xì)胞表位的概念和特點(diǎn)；熟悉交叉反應(yīng)的概念、機(jī)制和意義。掌握胸腺依賴(lài)性抗原和胸腺非依賴(lài)性抗原，了解抗原的其他分類(lèi)方法。了解其他非特異性免疫刺激劑的種類(lèi)和作用機(jī)制，熟悉超抗原的概念。,抗原的定義,抗原antigen, Ag ：能夠與 T細(xì)胞、B細(xì)胞的抗原受體即TCR 或者 BCR 結(jié)合，促進(jìn)其增殖分

2、化，產(chǎn)生抗體或致敏性淋巴細(xì)胞，并與之結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮免疫效應(yīng)的物質(zhì)。,,,抗原的特性,免疫原性immunogenicity; 抗原性：antigenicity,引 言,,一是免疫原性（immunogenicity），即能刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，誘生抗體或致敏淋巴細(xì)胞的能力。二是抗原性（antigenicity），指抗原與其誘生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合的能力。,,,,,,T,B,漿細(xì)胞,,,,免疫原性,抗原性,結(jié)合,,,抗原

3、的免疫原性和抗原性,,,引 言,,,完全抗原(complete antigen)：同時(shí)具有免疫原性和抗原性的物質(zhì)，又稱(chēng)為免疫原(immunogen)，是通常所說(shuō)的抗原。,不完全抗原(incomplete antigen)：只有抗原性的物質(zhì)，又稱(chēng)為半抗原(hapten)。,使半抗原變成完全抗原的物質(zhì)稱(chēng)載體（carrier）。,引 言,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,抗體（—）,,

4、,+,,,,,,,,抗體（+）,,A,B,Hapten,Hapten,carrier,,,抗原的不同命名,免疫原immunogen： 變應(yīng)原allergen：（過(guò)敏原） 變應(yīng)原是能夠誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)的抗原。耐受原tolerogen： 可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫耐受的抗原。,引 言,,,第一節(jié) 抗原的異物性與特異性,一、異物性,異物性是抗原的重要本質(zhì)特性，即“非己”特性。,

5、親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，組織結(jié)構(gòu)差異越大； 不僅存在于物種間，也存在于同種異體間； 改變的自身成分； 免疫隔離的自身成分。,,,影響抗原異物性的因素,親緣關(guān)系,,,影響抗原異物性的因素,改變的自身成分,隱蔽的自身成分,正常組織細(xì)胞,腫瘤細(xì)胞或變性自身抗原,胚胎期被隔離,隱蔽性抗原被識(shí)別,腦組織眼晶體蛋白精子等等,意義？？？,同種異體成分,ABO血型抗原Rh抗原HLA抗原,交感性眼炎的發(fā)病機(jī)制,,,,,第一節(jié) 抗原的

6、異物性與特異性,二、特異性,抗原特異性指抗原能刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答并與免疫應(yīng)答產(chǎn)物發(fā)生專(zhuān)一結(jié)合的特性。,--- 特定抗原只能刺激產(chǎn)生特異性抗體或致敏淋巴細(xì)胞--- 僅能與該抗體或致敏淋巴細(xì)胞結(jié)合,特異性是適應(yīng)性免疫應(yīng)答最重要的特點(diǎn)。保證在不損傷自身情況下，有針對(duì)性地清除病原體/異物。T,B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的免疫應(yīng)答均有特異性。是免疫學(xué)診斷與防治的理論依據(jù)抗原檢測(cè)抗體；抗體檢測(cè)抗原疫苗接種防治傳染病,抗原特異性的意義,,,抗

7、原特異性由什么決定？,,,第一節(jié) 抗原的異物性與特異性,二、特異性,決定抗原特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)？,,,二、特異性,1、抗原表位的概念,---- 抗原表位（epitope）：抗原分子中決定抗原特異性的基本結(jié)構(gòu)或化學(xué)基團(tuán)，也稱(chēng)為抗原決定基（antigenic determinant),抗原與TCR、BCR、抗體特異性結(jié)合的基本結(jié)構(gòu)單位,通常由5-17個(gè)氨基酸殘基或5-7個(gè)多糖殘基組成,生理意義：決定抗原特異性,半抗原相當(dāng)于一個(gè)抗原表位,

8、每個(gè)抗原表位誘生一種特異性抗體,一個(gè)天然抗原分子上可能有數(shù)個(gè)抗原表位,一個(gè)表位：一種抗原特異性,T、B識(shí)別——表位而非抗原,,,,,抗原，表位和抗體,抗原特異性,抗原表位,,,抗原結(jié)合價(jià)（antigenic valence）：抗原分子上能與抗體分子結(jié)合的抗原表位的總數(shù)。,抗原結(jié)合價(jià)：四價(jià),,,抗原表位,抗原表位,免疫血清是單克隆抗體還是多克隆抗體？,,,按結(jié)構(gòu)特點(diǎn),按識(shí)別細(xì)胞,線性表位,構(gòu)象表位,T細(xì)胞表位,B細(xì)胞表位,,,,連續(xù)性、線

9、性排列,空間上形成特定構(gòu)象,被T細(xì)胞識(shí)別,被B細(xì)胞表位,,,,,2、抗原表位的類(lèi)型,,,按結(jié)構(gòu)特點(diǎn),線性表位：由連續(xù)性線性排列的短肽組成。,構(gòu)象表位：短肽或多糖殘基在空間上形成構(gòu)象。,2、抗原表位的類(lèi)型,1,線性表位,構(gòu)象表位,,,,2,,NH2,COOH,,,3,,,2、抗原表位的類(lèi)型,,,2、抗原表位的類(lèi)型,根據(jù)被不同免疫細(xì)胞識(shí)別，分為：T細(xì)胞表位為線性表位，可位于抗原的任意位置。B細(xì)胞表位既可以是線性表位，也可是構(gòu)象表位，位于

10、抗原表面。,,,2、抗原表位的類(lèi)型,抗原肽-MHC,天然抗原,,,功能性決定基：位于抗原分子的表面，易被相應(yīng)的BCR或抗體特異性結(jié)合發(fā)生免疫反應(yīng)的抗原決定基。,從誘發(fā)免疫應(yīng)答上分：,隱蔽性決定基：位于抗原分子內(nèi)部，不能與BCR或抗體特異性結(jié)合的決定基。,,,,,2、抗原表位的類(lèi)型,,,二、特異性,3、影響抗原特異性的因素,表位的性質(zhì)、數(shù)目、位置和空間構(gòu)象決定著抗原表位的特異性。,,,二、特異性,4、表位-載體作用,半抗原只有和載體偶聯(lián)后

11、才能活化Th細(xì)胞，誘導(dǎo)出抗半抗原的抗體。如青霉素與血清蛋白偶聯(lián)后變成完全抗原在免疫應(yīng)答中，B細(xì)胞識(shí)別半抗原，Th 細(xì)胞識(shí)別載體。,B,T,,半抗原,載體,,,DNP半抗原,OVA載體,,,,,半抗原與載體 ---- DNP + OVA,卵白蛋白,二硝基氟苯,,,,半抗原與載體 ---- DNP + OVA,半抗原DNP本身沒(méi)有誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的能力。 將DNP與OVA偶聯(lián)后免疫小鼠，所得到的抗體Ab2能

12、夠與DNP特異地結(jié)合。,,,,,,,,,,,,,,,Ab,Ab,DNP,,OVA,,,,,DNP,,,NO,,,青霉素孢子,侵入,,同組織蛋白成分結(jié)合成完全抗原,,使機(jī)體產(chǎn)生抗青霉素的抗體,,機(jī)體再次接觸青霉素,發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng),青霉素 + 載體 ---- 過(guò)敏,,,二、特異性,5、共同抗原表位和交叉反應(yīng),共同抗原表位：不同抗原間含有的相同或相似表位,交叉反應(yīng)：抗體或致敏淋巴細(xì)胞與具有相同或相似表

13、 位的不同抗原的反應(yīng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Same Epitope between antigens抗原之間存在的共同抗原表位,共同抗原表位和交叉反應(yīng),Ag 1,Ag 2,,,為什么牛痘苗可以預(yù)防天花？,共同抗原表位和交叉反應(yīng),Ag 1,Ag 2,Smallpox virus,,,牛痘,天花,,,第二節(jié) 影響抗原誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的因素,一、抗原分子的理化性質(zhì)二、宿主方面的因素三

14、、抗原進(jìn)入的方式,,,第二節(jié) 影響抗原誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的因素,一、抗原分子的理化性質(zhì),化學(xué)性質(zhì)：蛋白質(zhì)＞多糖＞脂類(lèi)和DNA,分子量大?。?＞10KDa,結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性：芳香族氨基酸＞直鏈氨基酸,分子構(gòu)象：空間構(gòu)象丟失,易接近性：被淋巴細(xì)胞受體所接近的程度,物理狀態(tài)：多聚體＞單體；顆?？乖究扇苄钥乖?,,,,,,免疫原性 +++,±,+++,酪氨酸,谷氨酸,多聚賴(lài)氨酸,多聚丙氨酸,易接近性：被淋巴細(xì)胞受體所接近的程度,一、抗原分子

15、的理化性質(zhì),,,第二節(jié) 影響抗原誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的因素,二、宿主方面的因素,遺傳因素 ：主要受MHC的控制年齡、性別與健康狀態(tài) 青壯年動(dòng)物比幼年和老年動(dòng)物免疫應(yīng)答強(qiáng)新生動(dòng)物或幼兒對(duì)多糖抗原不應(yīng)答。雌性比雄性動(dòng)物抗體生成高。,,,第二節(jié) 影響抗原誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的因素,三、抗原進(jìn)入的方式,劑量：合適的劑量引起有效免疫應(yīng)答 途徑： 皮內(nèi)>皮下或肌肉>腹腔>靜脈>口服 注射的間隔時(shí)間 免疫的次數(shù)：

16、 間隔得當(dāng) 免疫佐劑： 弗氏佐劑等,,,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),一、根據(jù)誘生抗體時(shí)是否需要Th細(xì)胞參與分類(lèi),二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類(lèi),三、根據(jù)抗原是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成分類(lèi),四、其他分類(lèi),,,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),一、根據(jù)誘生抗體時(shí)是否需要Th細(xì)胞參與分類(lèi),1、胸腺依賴(lài)性抗原（thymus dependent antigen，TD-Ag）,種類(lèi)較多，多為蛋白質(zhì)類(lèi)抗原，刺激機(jī)體產(chǎn)生的體液免疫必需要Th細(xì)胞的參與，刺激機(jī)

17、體產(chǎn)生IgG，引起細(xì)胞免疫和免疫記憶。,,,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),一、根據(jù)誘生抗體時(shí)是否需要Th細(xì)胞參與分類(lèi),2、胸腺非依賴(lài)性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag）,此類(lèi)抗原種類(lèi)較少，刺激機(jī)體產(chǎn)生體液免疫不需要T細(xì)胞的協(xié)助。刺激B細(xì)胞產(chǎn)生IgM，不能引起細(xì)胞免疫和免疫記憶。,,,TI-1抗原：成熟B細(xì)胞或不成熟B細(xì)胞均可應(yīng)答 多克隆激活劑，如LPS TI-2抗

18、原：僅成熟B細(xì)胞應(yīng)答，不成熟的B細(xì)胞對(duì)其不應(yīng)答。如肺炎球菌莢膜多糖，聚合鞭毛素,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),一、根據(jù)誘生抗體時(shí)是否需要Th細(xì)胞參與分類(lèi),2、胸腺非依賴(lài)性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag）,嬰幼兒為什么易患肺炎？,,,TD抗原和TI抗原的特性比較,,,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類(lèi),異嗜性抗原（heterophilic antigen）,異種抗原（xenogenic an

19、tigen）,同種異型抗原（allogenic antigen）,自身抗原（autoantigen）,獨(dú)特型抗原（idotypic antigen）,,,J.Forssman研究發(fā)現(xiàn)用豚鼠多種臟器制成的懸液免疫家兔，所得抗體除能與豚鼠的相應(yīng)臟器抗原反應(yīng)外，還可凝集綿羊紅細(xì)胞。,,多器官混合抽提液,二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類(lèi),異嗜性抗原（heterophilic antigen）： Forssman抗原，存在于人、動(dòng)物和微生物之間的

20、共同抗原。,,,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類(lèi),異嗜性抗原（heterophilic antigen）： Forssman抗原，存在于人、動(dòng)物和微生物之間的共同抗原。,立克次體 變形桿菌 (OX19),,共同抗原 ? 臨床診斷,凝集反應(yīng)（Weil-Felix反應(yīng)）,肺炎支原體 MG株鏈球菌,,共同抗原 ? 臨床診斷,（血清學(xué)診斷）,We love it !,,,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣

21、關(guān)系分類(lèi),異嗜性抗原（heterophilic antigen）： Forssman抗原，存在于人、動(dòng)物和微生物之間的共同抗原。,溶血性鏈球菌,腎小球基底膜,心肌細(xì)胞,大腸桿菌O14型,結(jié)腸粘膜,? 急性腎小球腎炎,? 風(fēng)濕性心肌炎,共同抗原 ? 潰瘍性結(jié)腸炎,共同抗原,,,,We don’t love it !,,,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類(lèi),異種抗原（xenogenic antigen）,來(lái)自于另一物

22、種的抗原。如臨床上治療用的馬血清,抗白喉免疫血清,,,,免疫血清的雙重性,,,,,,,,同種異型抗原：同一種屬不同個(gè)體間存在的抗原，如人類(lèi)的ABO血型抗原和Rh抗原。,二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類(lèi),,,由Rh血型導(dǎo)致的新生兒溶血,健康新生兒,生產(chǎn)后72h內(nèi)Rh抗體被動(dòng)免疫,胎兒紅細(xì)胞進(jìn) 入母體即被破壞 （不能誘導(dǎo)母親 抗Rh免疫反應(yīng)）,,新生兒溶血的預(yù)防,,,,,,,,,,,,,,,,,Rh–,再孕,,,,,,,,,

23、,,,,,,,,,Rh+,,Rh–,初孕,,,健康新生兒,Rh+,,,,,二、根據(jù)抗原與機(jī)體的親緣關(guān)系分類(lèi),自身抗原（autoantigen）,來(lái)自于機(jī)體自身的抗原。如腦組織、精子和眼晶體蛋白,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),獨(dú)特型抗原（idiotypic antigen）,詳見(jiàn)第十六章。,,,三、根據(jù)抗原是否在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)合成分類(lèi),第三節(jié) 抗原的種類(lèi),內(nèi)源性抗原（endogenous antigen）,在抗原提呈細(xì)胞內(nèi)新合成的抗原，如病毒感染細(xì)

24、胞合成的病毒蛋白，腫瘤細(xì)胞合成的腫瘤抗原等。,外源性抗原（exogenous antigen）,來(lái)自于抗原提呈細(xì)胞外的、由其俘獲的抗原，如胞外細(xì)菌等。,,,第三節(jié) 抗原的種類(lèi),內(nèi)源性抗原和外源性抗原,,,第四節(jié) 非特異性免疫刺激劑,一、超抗原,1989年White提出超抗原的概念。他發(fā)現(xiàn)某些細(xì)菌或病毒的產(chǎn)物可以使很高比例的T細(xì)胞激活，他將這類(lèi)抗原稱(chēng)為超抗原（super antigen, SAg）。一般的抗原只能激活外周血中0.0001

25、~0.001%的T細(xì)胞，而超抗原可使2~20%的T細(xì)胞激活。,超抗原與普通抗原的比較,普通抗原,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,單克隆T細(xì)胞應(yīng)答1:104 - 1:105,超抗原,,多克隆T細(xì)胞應(yīng)答1:4 - 1:20,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,超抗原作用特點(diǎn),1. 超抗原不需APC處理2. 非MHC分子的限制3. TCRVβ特異性4.

26、 刺激T細(xì)胞釋放大量細(xì)胞因子,一、超抗原,超抗原和普通抗原的比較,,,,,第四節(jié) 非特異性免疫刺激劑,一、超抗原,超抗原的種類(lèi)外源性超抗原：如金黃色葡萄球菌腸毒素A-E內(nèi)源性超抗原：如小鼠乳腺腫瘤病毒蛋白。TCRγδ+T細(xì)胞超抗原：如熱休克蛋白B細(xì)胞超抗原：如SPA和HIV的gp120,參與某些病理過(guò)程 SAg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與免疫抑制 T細(xì)胞因過(guò)度

27、激活而被耗竭 SAg與自身免疫應(yīng)答 SAg可能激活體內(nèi)自身反應(yīng)性T細(xì)胞，誘發(fā)自身免疫性疾病 與抗腫瘤效應(yīng) CTL被大量激活而對(duì)腫瘤發(fā)揮殺傷作用,超抗原的生物學(xué)意義,,,,,第四節(jié) 非特異性免疫刺激劑,二、佐劑,預(yù)先或與抗原同時(shí)注入體內(nèi)，可增強(qiáng)機(jī)體對(duì)該抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類(lèi)型的非特異性免疫增強(qiáng)性物質(zhì)，稱(chēng)為佐劑（adjuvant）。,它在機(jī)體免疫反應(yīng)中所起到的作用類(lèi)似于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的催化劑。,,,

28、生物性佐劑：卡介苗，短小棒狀桿菌，LPS，CK化學(xué)佐劑：氫氧化鋁，磷酸鋁，磷酸鈣、明礬等人工佐劑： Poly I：C（多聚肌苷酸：胞苷酸） 等礦物油：羊毛脂其他：脂質(zhì)體，HSP，免疫刺激復(fù)合物（ISCOMs）,佐劑的種類(lèi)：,第四節(jié) 非特異性免疫刺激劑,二、佐劑,,,第四節(jié) 非特異性免疫刺激劑,二、佐劑,弗氏不完全佐劑(Freund‘s incomplete adjuvant FIA)由油劑(石蠟油或植物油)與乳化劑(羊毛脂或T

29、ween80)混合而成，比例通常是2:1。弗氏完全佐劑 (Freund's complete adjuvant, FCA)在FIA中加入活卡介苗或死的結(jié)核分枝桿菌(終濃度為2～20mg/ml)即成為FCA。一般首次注射時(shí)用FCA ，以后用FIA或不用佐劑。,醫(yī)學(xué)研究中常用的佐劑：,,,第四節(jié) 非特異性免疫刺激劑,二、佐劑,佐劑作用的機(jī)制：,改變抗原物理性狀，延緩抗原的降解和清除 刺激單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)，增強(qiáng)對(duì)抗原加工和提

30、呈 刺激淋巴細(xì)胞的增殖分化，增強(qiáng)和擴(kuò)大免疫應(yīng)答,,,第四節(jié) 非特異性免疫刺激劑,二、佐劑,佐劑的用途：,增強(qiáng)特異性免疫應(yīng)答，用于預(yù)防接種和制備抗血清作為非特異性免疫增強(qiáng)劑，用于疾病的輔助治療,,,第四節(jié) 非特異性免疫刺激劑,三、絲裂原,絲裂原（mitogen），又稱(chēng)有絲分裂原，因能夠引起細(xì)胞發(fā)生有絲分裂而得名。,絲裂原可與細(xì)胞表面的受體結(jié)合，刺激靜止的淋巴細(xì)胞分化成為淋巴母細(xì)胞和有絲分裂，激活某一類(lèi)淋巴細(xì)胞的全部克隆，是一種非特異

31、性的淋巴細(xì)胞多克隆激活劑。,,,,,,,,人,小鼠,T細(xì)胞 B細(xì)胞,T細(xì)胞 B細(xì)胞,ConA（刀豆蛋白A）PHA（植物血凝素）PWM（美洲商陸）LPS（脂多糖）SPA（葡萄球菌A蛋白）,+,+,+,–,–,–,–,+,–,+,+,+,+,–,–,–,–,–,+,–,作用于人和小鼠T、B細(xì)胞的絲裂原,三、絲裂原,英文詞匯,Antigen immunogenicity antigenicityhapten e

32、pitopethymus independent antigen（TI-Ag）thymus dependent antigen（TD-Ag ）superantigen（SAg） adjuvant mitogen,,,,,小結(jié),1、概念：Ag、完全抗原、半抗原、異嗜性抗原、表位、SAg、 TI-Ag、TD-Ag,2、抗原的兩大基本特性。,3、影響抗原免疫應(yīng)答的主要因素。,4、TI-Ag、TD-Ag的區(qū)別,思考題,抗體捕獲天花病