03抗原

抗原1.掌握抗原的概念及其特性2.掌握抗原决定簇的概念、T/B细胞表位3.掌握影响免疫原性的因素和抗原的分类4.掌握抗原分类5.熟悉丝裂原、超抗原及佐剂的概念抗原（Antigen,Ag）是刺激机体产生免疫应答的物质,即刺激免疫细胞(T,B细胞）活化，增值，分化，产生抗体或致敏淋巴细胞等效应产物，并其特异性结合的物质。应-抗原刺激机体产生免疫应答产物--抗体或免疫效应细胞答-指相应抗原与免疫应答产物结合并将其排除体外抗原诱导免疫耐受的抗原称为耐受原（tolerogen)诱导机体产生变态反应（超敏反应）的抗原称为变应原（allergen)花粉，某些药物抗原的两种基本特性1.免疫原性免疫原性（immunogenecity）是指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答（产生特异性抗体及免疫效应细胞）的性质。AgTB致敏T细胞浆细胞抗体免疫原性示意图2.抗原性抗原性（antigenicity）又称免疫反应性，是指抗原分子与免疫应答产物（抗体或免疫效应细胞）发生特异性结合的性质。AgTB致敏T细胞浆细胞抗原性（免疫反应性）示意图抗体抗原特异性的物质基础是抗原决定簇（antigenicdeterminant）,抗原决定簇亦称表位（epitope)。AgTB致敏T细胞浆细胞抗体抗原特异性表现在两个方面：免疫原性的特异性，抗原只能激活具有相应受体的淋巴细胞，产生特异性抗体和效应淋巴细胞；免疫反应性的特异性，即抗原只能与相应的抗体或效应淋巴细胞结合并发生反应。特异性是免疫学诊断和治疗的基础特异性的结构基础----抗原决定簇抗原决定簇（antigenicdeterminant）,又称表位（epitope）。1.概念（1）抗原决定簇：抗原分子中存在的决定免疫应答特异性的特殊化学基团，是抗原TCR/BCR或抗体特异性结合的最小结构和功能单位。表位代表抗原分子上一个免疫活性区，能与细胞受体或抗体结合，抗体特异性是针对抗原表位。（2）抗原的结合价（antigenicvalence）是指能和抗体分子结合的抗原决定基的数目。半抗原为一价，天然抗原一般是大分子。多价抗原152.类型（1）构象决定簇（conformationaldeterminant）,非线性决定簇（non-lineardeterminant），由空间构象形成的决定簇，序列上不连续。（2）顺序决定簇：（sequencedeterminant），又称线性决定簇（lineardeterminant），序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。23功能性抗原决定簇：位于表面的、易被淋巴细胞识别或与其抗体结合的、可启动免疫应答的决定簇其中个别关键性的决定簇称为免疫优势决定簇隐蔽性抗原决定簇：为于分子内部的，不能引起免疫应答的决定簇球蛋白-三维折叠肽链3.T、B细胞表位没有发现一个表位同时被T细胞和B细胞识别T细胞表位(Tcellepitope)抗原分子中被MHC分子递呈并被TCR识别的肽段称为T细胞表位（Tcellepitope）。TCRMHCHIVpeptide**位于抗原分子的表面抗原抗体表位抗原中被BCR和抗体分子所识别的部位称为B细胞表位（Bcellepitope）。**具有构象依赖性（抗原表位与抗体分子的抗原结合部位在空间上互补才能保证抗原与抗体的紧密结合。）B细胞表位(Bcellepitope)T细胞表位B细胞表位表位受体TCRBCRMHC分子必需无需表位性质主要是线性短肽天然多肽，多糖，脂多糖，有机化合物表位大小9—12个氨基酸（CD8＋T细胞）12—17个氨基酸（CD4＋T细胞）6－7个氨基酸或5－7个单糖、核苷酸表位类型线性表位构象表位、线性表位表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面抗体：针对N端1~17氨基酸残基T效应细胞：针对C端18~29氨基酸残基*B细胞表位是天然的，*位于分子的表面或转折处*为构象决定基顺序决定基*是抗原分子的三维结构COOH123456789101112131415161718NH31920212223242526272829*T细胞表位是抗原提呈细胞加工提呈的抗原肽*呈线性排列1.完全抗原完全抗原（completeantigen)具有免疫原性和抗原性的物质。如：蛋白质，细菌，病毒等。2.半抗原半抗原（hapten，又称不完全抗原incompleteantigen）无免疫原性，只有抗原性的物质。如：多糖，某些小分子药物。3.载体载体（carrier）赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。半抗原+蛋白质（载体）＝完全抗原。免疫原性抗原性青霉素大分子蛋白质/非抗原性的多聚赖氨酸半抗原+载体抗体BTh完全抗原BBBTh半抗原—载体效应示意图半抗原+蛋白质（载体）＝完全抗原1.共同表位：共同抗原表位（commonepitope）指不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位。2.交叉反应：交叉反应（cross-reaction）指抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表位的不同抗原均具有的反应（交叉结合）。1、异物性异物-非己。异物性是免疫原性的本质，绝大多数抗原属于异物，但也存在自身抗原。异种物质:病原微生物、异种蛋白、花粉、药物种系关系相差越远，免疫原性越强如：微生物抗原→人强免疫原鸭血清蛋白→鸡：弱免疫原兔：强免疫原同种异体:血型抗原、组织抗原自身物质:精子、眼晶体蛋白、脑组织、改变构想的自身物质2.分子量：分子量越大，免疫原性越强。3.化学属性（1）蛋白质：芳香族氨基酸（酪氨酸）（2）多糖：具有免疫原性,较蛋白质弱。（3）核酸：多无免疫原性。4.分子结构:氨基酸和单糖的类型及空间构型决定。明胶100kd弱；胰岛素5.7kd强5.分子构想6.易接近性(accessibility)：抗原表位与淋巴细胞表面对应抗原受体相互接触的难易程度7.物理状态聚合状态单体;颗粒性可溶性抗原三、宿主方面的因素1.遗传因素-MHC多态性&免疫调控基因差异同种动物不同品系及不同个体对同种抗原产生不同强度的免疫应答。2.其他因素年龄、性别与健康状态。四、免疫原的剂量及进入途径（1）剂量1）剂量不足或过多均不引起免疫应答。2）重复进入引起强免疫应答。（2）途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔、呼吸道和口服免疫应答水平依次降低。（3）方式弗氏佐剂-IgG；明矾-IgE1.完全抗原2.半抗原1.胸腺依赖性抗原（thymus-dependentantigen,TD-Ag）如，多数蛋白质抗原。2.胸腺非依赖性抗原（thymus-independentantigen,TI-Ag）如，细菌脂多糖，聚合鞭毛素。（1）胸腺依赖抗原（thymusdependentantigen,TD-Ag）TD抗原在没有Th细胞的辅助下，不能直接刺激B细胞产生抗体。蛋白质为TD-Ag。结构特征：有许多不同的抗原决定基。TI抗原能直接刺激B细胞产生抗体，而无需Th细胞的帮助。一般来说，多糖为TI抗原。结构特征:相同的抗原决定基重复多次。（2）胸腺非依赖抗原（thymusindependentantigen,TI-Ag）TI与TD抗原12CD40/CD40LB细胞B细胞Th细胞TI-1抗原TD抗原CD412TI—AgTI—1TI—2细菌脂多糖细胞壁多糖、荚膜多糖、聚合鞭毛素TI—1使不成熟和成熟的B细胞应答，有B细胞丝裂原TI—2使成熟的B细胞应答，无B细胞丝裂原（一）异种抗原异种抗原（xenogenicAg）来自于不同种属的抗原，如病原微生物及其产物，植物蛋白，用于治疗的一种动物的血清、异种器官移植物等。异种抗原ExotoxinHorseseriumAntitoxin(antibody)HypersensitivityToxoid0.3%～0.4%formaldehydeimmunizationneutralizationServingasAbServingasallergenAtopicindividuals(Geneticallypredisposed)外毒素类毒素中和抗毒素（二）同种异型抗原同种异型抗原（allogenicAg）同一种属不同个体间存在的抗原，主要包括血型抗原、主要组织相容性抗原以及次要组织相容性抗原等。1.人类血型抗原目前，已报导23个系统。（1）ABO（H）血型系统：人类ABO（H）血型系统可分为A、B、AB和O四种类型。血型抗原（RBC）抗体（血清）———————————————————A型A抗原抗B抗体B型B抗原抗A抗体AB型AB抗原无抗A、抗B抗体O型无A、B抗原抗A、抗B抗体———————————————————（2）Rh血型系统应用恒河猴（Macacusrhesus）RBC家兔抗恒河猴RBC抗体（免疫血清）+人类RBC凝集反应（+）。人类RBC恒河猴RBCRHCE基因（+）RHD基因（+）RHCE基因（+）RHD基因（-）D抗原（+）Rh+D抗原（-）Rh-共同存在D抗原（+）Rh+新生儿溶血症示意图孕妇(Rh-)胎儿(Rh+)抗Rh抗体新生儿RBC(Rh+)溶血反应＋新生儿溶血症示意图（三）自身抗原自身抗原（autoantigen）的形成主要有以下原因。1.隐蔽抗原释放（精子，晶状体等）2.自身抗原被修饰（1）生物因素（2）化学修饰（3）物理修饰3.抗原决定基扩展4.分子模拟（异嗜性抗原）（四）异嗜性抗原异嗜性抗原（heterophileantigen）是指一类与种属特异性无关，存在于人、动物、植物及微生物组织之间的共同抗原。因Forssman首先发现这种抗原，故亦称为Forssman抗原。豚鼠绵羊溶血性链球菌链球菌感染肾小球肾炎大肠杆菌O14型脂多糖结肠粘膜溃疡性结肠炎心肌组织肾小球基底膜心肌炎（五）独特型抗原Ig的V区、B细胞抗原识别受体（BCR）和T细胞抗原识别受体（TCR）所具有的独特的氨基酸顺序和空间构象，构成不同的表位，这些表位称为独特型（idiotype，Id），Id可诱导自身产生相应的抗体称抗独特型抗体。由于Id由抗体的生物学作用转变为抗原特性，亦称独特型抗原（idiotypicantigen）。独特型抗原引起的独特型—抗独特型网络调节内源性抗原:在APC内新合成的抗原如：病毒感染细胞-病毒蛋白;肿瘤细胞内合成-肿瘤抗原特点：MHCI结合-CD8+识别外源性抗原：外来抗原如：细菌特点：MHCII结合-CD4+识别（一）产生方式不同1.天然抗原2.人工合成抗原（二）物理性状的不同1.颗粒性抗原2.可溶性抗原（三）化学性质不同1.蛋白质抗原2.多糖抗原3.多肽抗原（四）诱导免疫应答的作用1.移植抗原2.肿瘤抗原3.变应原4.过敏原及耐受原超抗原和丝裂原一、超抗原（一）概念可激活很高数量T细胞的某些细菌或病毒产物称作超抗原（superantigen,SAg）。普通抗原单克隆/寡克隆T细胞应答1:104-1:106超抗原多克隆T细胞应答1:20-1:5（二）SAg的作用特点1.强激活T细胞（CD4+T细胞）作用2.抗原无需处理，直接与MHC-II类分子和TCR-V结合。3.无MHC限制性，同MHC-II类分子结合，增加TCR与SAg的亲和力。4.可激活T细胞，又可致T细胞产生免疫耐受或抑制。5.免疫应答：非特异性激活免疫C，分泌炎症因子，导致中毒性休克、多器官衰竭。（三）SAg的分类:普通抗原与超抗原不同识别机制的比较超抗原作用示意图在体外实验中，能与T、B细胞表面的相应受体结合，刺激静止的淋巴细胞转化为淋巴母细胞，表现出体积增大，胞浆增多，DNA合成增加或有丝分裂变化的物质称丝裂原(有丝分裂原mitogen)，是非特异性淋巴细胞多克隆激活剂。丝裂原人和小鼠T细胞和B细胞有丝裂原的比较刀豆蛋白A（ConA）＋－＋－植物血凝素（PHA）＋－＋－美洲商陆（PWM）＋＋＋＋脂多糖（LPS）－＋－＋葡萄球菌A蛋白（SPA）－＋－－人小鼠T细胞B细胞T细胞B细胞（一）定义佐剂（adjuvant）预先或同时与抗原注入体内，可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强物质。（二）应用1.能增强弱免疫原性物质的免疫原性，常用于增强一