第二章 抗原与抗体

1第二章抗原与抗体第一节抗原第二节抗体2第一节抗原抗原（Ag）是指凡能刺激机产生抗体和致敏淋巴细胞并能与之结合引起特异性反应的物质称为抗原。3抗原的两种基本特性：(1)免疫原性指抗原分子能够刺激机体产生特异性抗体及致敏淋巴细胞的性质。(2)反应原性指抗原分子与抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的性质。4完全抗原:同时具有免疫原性和反应原性的物质。如大多数蛋白质、细菌、病毒、细菌外毒素、动物免疫血清等。半抗原:只有反应原性而没有免疫原性的物质，与蛋白质载体结合时，能刺激机体产生抗体。简单半抗原：与抗体结合后不出现沉淀反应，但可用沉淀抑制反应显现。如酒石酸、甲苯酸等低分子化合物。复合半抗原：与抗体结合即可出现可见沉淀物。5二、构成完全抗原的条件1．异物性亲缘关系越远的物质，免疫原性越强；自身物质可以形成“天然免疫耐受”.1、异种抗原（异种动物之间的物质）2、同种异体抗原（同种动物不同个体之间的物质）3、自身抗原。6自身抗原：（1）自身物质结构、成分改变后成为“自身抗原”;（2）机体免疫识别功能紊乱;（3）自身也有一些“隐蔽抗原”——眼球晶状体蛋白、精子蛋白、甲状腺蛋白等.72．大分子胶体性（1）通常相对分子量在10000以上，分子量越大、颗粒越大，表面抗原决定簇就越多，化学结构也愈稳定；（2）大分子的胶状物质，不易被机体破坏或排除，在体内存留时间较长，有利于持续刺激机体产生特异性免疫。83．化学组成、结构复杂明胶蛋白分子量10万Da，但免疫原性差—因是直链AA组成。胰岛素只有5734Da，但免疫原性好—因组成、结构复杂。凡含有苯环、杂环AA和糖的蛋白，结构都较复杂，免疫原性好。9三、抗原的特异性与交叉性1、抗原的特异性：一种抗原物质只能刺激机体产生相应的抗体，这种抗原只能与相应的抗体结合发生反应，称为抗原的特异性，或称专一性、针对性。抗原的特异性是由抗原分子表面具有免疫活性的化学基团所决定的。这些基团称为抗原决定簇。抗原决定簇是抗原与抗体结合的部位，每个抗原分子的决定簇数量不等：分子量大，决定簇多；分子量小，决定簇少。抗原的结合价：能与抗体分子结合的功能性决定簇数目。10２、抗原的交叉性：交叉抗原：不同抗原物质之间可能存在有共同的抗原决簇，这些共有的抗原组成或决定簇称为共同抗原或交叉抗原。交叉反应：如果两种不同的抗原物质之间存在相同的抗原决定簇，则一种抗原可以与另一种抗原物质刺激机体产生的抗体之间相互发生结合反应。11临床上有一些交叉反应引起的疾病，如溶血性链球菌细胞壁微生物蛋白上有与肾小球基底膜和心肌组织共同抗原，反复感染溶血性链球菌，可发生自身免疫病。不同微生物之间也可存在共同的抗原成分，在血清学诊断中会出现交叉反应，从而造成判断上的混乱，应该加以注意。1213四、抗原的分类（一）根据抗原的性质分类1、完全抗原指既具有免疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原。例如，细菌、病毒等。2、不完全抗原指只具有反应原性而缺乏免疫原性的物质称为不完全抗原，亦称为半抗原。14半抗原+载体抗体BT完全抗原BBBT15（二）根据对胸腺（T细胞）的依赖性分类1、胸腺依赖性抗原简称TD抗原。2、非胸腺依赖性抗原简称TI抗原。TD、TI抗原模式图：16动物医学中重要的天然抗原各种微生物各有不同的抗原成分，各有抗原特异性同种微生物、不同株抗原成分也有差别，分为不同血清型171、细菌抗原根据细菌的结构，可将细菌抗原分为鞭毛抗原又称H抗原、菌体抗原又称O抗原、荚膜抗原又称K抗原和菌毛抗原等。18（二）病毒抗原各种病毒都有相应的抗原结构，一般有：V抗原：又称为囊膜抗原VC抗原：又称衣壳抗原、S抗原：又称可溶性抗原和NP抗原：又称核蛋白抗原。病毒抗原模式图：194、其他微生物抗原真菌、寄生虫及其虫卵都有特异性抗原，但其免疫原性较弱，特异性也不强，交叉反应较多，一般很少用抗原性进行分类鉴定。5、保护性抗原有些抗原能激机体产生的抗体具有免疫保护作用，因此将这些抗原称为保护性抗原或功能抗原。6、超抗原这类抗原只须极低浓度就可诱发最大的免疫效应。20二、抗体（一）免疫球蛋白与抗体免疫球蛋白（Ig）：指存在于人和动物血液（血清）、组织液及其他分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。五类：IgEIgDIgMIgAIgG抗体是机体免疫活性细胞（B淋巴细胞）受抗原刺激后，在血清和体液中出现的一种能与相应抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。21(二)免疫球蛋白的结构基本结构A.重链（heavychain，H）2条轻链（lightchain，L）2条B.可变区（variableregion,V区）恒定区（constantregion,C区）C.铰链区（hingeregion）22Ig的基本结构2324五类Ig的主要特性25（三）免疫球蛋白的类型及特点1.IgG是血清中的主要Ig，含量最高，约占血清中Ig总量的75％。是唯一能通过胎盘的抗体（人和兔可以；猪、牛、马、羊不能通过）。IgG有抗菌和抗病毒作用，抗毒素亦主要为IgG，能中和毒素使其失去活性，在体液免疫中最为重要。IgG与抗原结合出现沉淀反应、凝集反应、补体结合反应和中和反应。262.IgA有血清型IgA和分泌型IgA之分。血清中主要是单体，少数双体（9s）或三体（11s）IgA。占血清总量的10％～20％。在唾液、泪液、初乳、鼻和支气管分泌液、胃肠液、尿液、汗液等分泌液中的IgA常称为分泌型IgA，其主要是双体，由J链连接。它在保护肠道、呼吸道、泌尿生殖道和眼睛抵抗微生物入侵方面起着关键作用。IgA不能结合补体，但能凝集颗粒性抗原和中和病毒。273.IgM由J链及二硫键连接成五聚体，分子量最大(900000，19s，)的Ig，又称巨球蛋白，仅存在于血流中，是动物机体初次免疫应答产生最早的免疫球蛋白，也是一种高效能抗体。机体受病原感染后，IgM与补体结合，溶解病原体。它具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、中和毒素等多种功能，也参与II型、III型变态反应。284.IgD基本结构与IgG相似，有一个单体结构，主要是作成熟B细胞上的抗原特异性受体。在血清中含量极低，很少分泌，已经证实人、猪、鸡和一些实验动物有分泌性IgD存在，但极不稳定，容易降解。其功能目前了解不多。295.IgE以单体形式存在，在血液里含量最低，由于其有独特的Fc片段，能结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞，与抗原一起介导这些细胞释放多种生物活性物质，从而参与I型变态反应。在抗蠕虫感染中，也是一种重要的体液免疫因素。30（四）抗体的双重性抗体是免疫球蛋白，但就其对异种动物来说又是很好的抗原。它既是抗体又是抗原，即所谓双重性。用提纯的鸡IgG免疫异种动物羊，就可产生羊抗鸡IgG抗体称为抗抗体。抗抗体在免疫标记技术实践中有重要意义。31（五）抗体的功能1.与特异性抗原结合一种抗体只能与其相应的抗原呈特异性结合，这就是抗体与其他免疫球蛋白和血清中正常球蛋白的根本区别。2.激活补体抗体只有和抗原结合后，才具有激活补体的作用。激活补体引起了靶细胞的一系列反应，导致细胞溶解或死亡。323.组织结合具有与组织结合的Ig只有IgE。IgE能同肥大细胞、嗜碱性粒细胞等靶细胞通过Fc段结合。当特异抗原再次进入机体后，结合在肥大细胞的IgE与抗原形成复合物，促使肥大细胞脱颗粒，释放组织胺等生物活性物质，引起I型变态反应。334.调理吞噬作用抗体能促进细菌颗粒抗原被吞噬细胞吞噬。5.抗体依赖细胞介导的细胞毒作用靶细胞与IgG的Fab端结合，然后IgG的Fc端与杀伤细胞表面的Fc受体结合，形成靶细胞—IgG—杀伤细胞大的复合物，这时杀伤细胞可使靶细胞内的成分漏出，裂解而死亡，称为ADCC。34三、机体的免疫应答免疫应答是指动物机体免疫系统受到抗原刺激后，免疫细胞对抗原分子的识别并产生一系列复杂的免疫连锁反应和表现出一定的生物学效应的过程。35（一）免疫应答的基本过程识别阶段反应阶段效应阶段1.致敏阶段又称感应阶段，是摄取和识别抗原阶段。2.反应阶段反应阶段是T细胞或B细胞受抗原刺激后活化、增殖、分化的阶段。3.效应阶段效应阶段是致敏T细胞或浆细胞分泌的抗体发挥免疫效应的阶段。36(二)体液免疫的概念抗原进入机体后，经过加工处理，刺激B细胞，B细胞转化为浆母细胞，前浆细胞，再增殖发育成浆细胞。浆细胞针对抗原的特性，合成及分泌特异的免疫球蛋白，不断排出细胞外，分布于体液中，发挥特异性的体液免疫作用。371.抗体产生的一般规律主要有两条规律：第一：对同一种抗原初次免疫应答与再次免疫应答产生免疫球蛋白的速度、数量和持续时间不同。即初次产生缓慢，滴度较低，持续时间较短；再次产生的速度快，滴度高，持续时间长。这是在体内存留免疫记忆细胞，当再次受到抗原刺激时，免疫细胞迅速反应，加快分化增殖，迅速产生抗体。38第二：免疫球蛋白产生的顺序。当抗原刺激机体后可以产生多种Ig。其出现的顺序一般是IgM最早，但消失也快，在血液中只维持数周至数月。IgG的出现稍迟于IgM，当IgM接近消失时，IgG方达高峰阶段，并维持较长时间，甚至达到数年之久。IgA出现最晚，常在IgM和IgG出现后2周至1～2月才能在血液中查出，但维持时间较长。这一现象在免疫学上叫IgM－IgG－IgA顺序律。在检验工作中，可通过对IgM的检出，达到早期诊断的目的。392.影响抗体产生的因素A.抗原的性质由于抗原的物理性状、化学结构和毒力的不同，对机体刺激的强度不一样，因此机体产生抗体的速度和持续的时间也就不同。40B.抗原的用量在一定的限度内，抗体的产量随抗原用量的增加而相应的增加。但抗原量过多，超过了一定的限度，抗体的形成反而受到抑制，这种现象称为“免疫麻痹”。呈现“免疫麻痹”的动物，经过一定时间，待大量抗原被分解清除后，麻痹现象可以解除。所以在进行预防接种时，疫苗的用量必须严格按照规定取用。41C.注射途径抗原注射途径的不同，抗原在体内停留的时间和接触的组织也不同，因而产生不同的结果。在实践中，接种途径的选择应以能刺激机体产生良好的免疫反应为原则，一般按说明书规定的进行。42D.免疫的次数和间隔时间一般菌苗需间隔7～10d，注射2～3次，类毒素注射2次，间隔6周。但注射弱毒疫苗，由于活微生物可以在局部适当繁殖，能比较长久地在机体内存在，起到加强刺激的作用，一次注射即可达到目的。43E.机体方面机体的年龄因素（例如新生动物），对于许多抗原的刺激，不形成免疫应答，或者反应比较微弱。其原因可能是免疫系统尚未完全成熟，或受母源抗体的抑制。另外，机体的健康状态、神经系统和营养等也能影响免疫球蛋白的产生。F.佐剂的作用将佐剂和疫苗同时免疫接种机体，能够非特异的增强抗体反应的强度和延长反应的时间。44（三）母源抗体来源于母体的抗体称母源抗体。初生幼畜饲喂初乳和乳汁，对增加幼畜的抵抗力，减少疾病的发生，是至关重要的。禽类的抗体可以经卵传给下一代。451.初乳和乳汁中免疫球蛋白的含量初乳的主要免疫球蛋白是IgG，占其全部免疫球蛋白60％～90％。母猪在产后泌乳早期的初乳中，IgG占乳中免疫球蛋白总量的80％，其次为IgA和IgM。随着泌乳的过程，初乳变为常乳，其所含免疫球蛋白的类别因动物种类而不同。462.母源抗体在幼畜（禽）体内存留时间及对免疫程序的影响母源抗体在初生畜（禽）体内的保持时间及依靠母源抗体所获得的免疫保护的持续时间，是制定免疫程序的重要依据。47根据试验：仔猪接种猪丹毒菌苗应以12周龄最合适，过1个月再接种1次，免疫效果最好。总之，一个地区、一个单位对某种动物制定免疫程序时，都应按照实际情况来做：如疫病在本地区的流行情况；疫苗的免疫效能以及母源抗体的滴度加以考虑。如果母畜接种过疫苗，仔猪吮乳后接受了母源抗体，初次免疫应当予以后延；若母畜群没有免疫，则应提早进行预防接种。48（四）细胞免疫1.细胞免疫的概念细胞免疫又称细胞介质免疫。T淋巴细胞接受抗原的刺激后，分泌、增殖形成致敏的淋巴细胞或效应细胞；当再次与相同的抗原接触时，合成和释放多种具有免疫效应的物质，直接杀伤或激活其他细胞杀伤破坏抗原或靶细胞，发挥其免疫作用，称为细胞免疫。49T淋巴细胞接受由巨