1、抗原 (Antigen),病原生物学与免疫学教研室,知识点要求,掌握抗原的概念、特性、决定抗原免疫原性的条件 掌握抗原表位的概念及分类 熟悉抗原结合价、共同抗原 熟悉医学上重要的抗原 熟悉半抗原-载体效应 了解超抗原、佐剂、丝裂原,抗原的概念和特性,*抗原(Antigen,Ag)：指能与淋巴细胞抗原受体（TCR/BCR）特异性结合，刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并与相应免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内、外发生特异性结合反应的物质。 *抗原是机体免疫应答发生的始动因素。,抗原的特性,两大特性*免疫原性（immunogenicity)*免疫反应性（immunoreactivity）
2、或抗原性（antigenicity）,免疫原性（immunogenicity）,*指抗原能刺激机体产生特异性抗体及致敏淋巴细胞的特性。,免疫反应性或抗原性（immunoreactivity/antigenicity）,*指抗原能与相应免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）发生特异性结合的特性。,半抗原与载体（Hapten and carrier）,*半抗原：仅具有免疫反应性而无免疫原性的物质，也称不完全抗原，如小分子化合物、药物等。 *具有两种性质的物质为完全抗原。 载体：与半抗原结合而赋予其免疫原性的物质，一般是蛋白质 半抗原结合在载体上，可被视为完全抗原的表位； 完全抗原可被视为载体上附有若干
3、半抗原。,抗原的特异性,抗原特异性（Antigenic Specificity）：指抗原诱导机体产生特异性免疫应答并与免疫应答产物发生专一结合的特性。免疫原性的特异性；抗原性的特异性。,决定抗原特异性的分子结构基础,1.抗原表位的概念 *表位(epitope)/抗原决定基（antigenic determinant）：抗原分子中决定抗原特异性的特殊结构或化学基团，是TCR/BCR及抗体特异性结合的基本单位 一般515氨基酸残基、57多糖残基或核苷酸残基构成一个表位 *是抗原与TCR/BCR及抗体特异性结合的基本单位。,2.抗原结合价,抗原结合价(antigen valence)：抗原分子表面与
4、抗体分子结合的功能性表位的数量。 半抗原为一价；而天然抗原一般是大分子，由多种、多个抗原决定基组成，是多价。,3.表位的类型,1）根据结构分为两类 线性表位：主要由连续性、线性排列短肽构成，又叫连续性表位。 构象性表位：由序列上不连续排列、空间上形成特定构象的短肽、多糖残基或核苷酸构成。,2）由识别的淋巴细胞分类,*T细胞表位：为T细胞TCR识别、结合的表位。 *B细胞表位：抗原中被BCR和抗体分子所识别、 结合的表位。,目前，没有一个表位同时被T细胞和B细胞识别,T细胞和B细胞抗原表位的比较,交叉反应与交叉抗原,*交叉反应（cross reaction）：抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表
5、位的不同抗原发生反应。*共同抗原：两种不同抗原具有相同或相似的抗原决定簇。,*决定抗原免疫原性的因素,一、抗原的理化性质1.分子大小10kD，有免疫原性100kD，有强免疫原性 原因：大分子物质不易被迅速降解，在体内存在时间较长大分子物质含表位数量较多,2.化学组成,蛋白质是良好抗原，多糖和多肽也有一定免疫原性，脂质和单独的核酸免疫原性差。,3.抗原表位的易接近性(accessibility),指抗原表位与淋巴细胞表面BCR/TCR结合的难易程度。,4.物理形状,颗粒性抗原免疫原性好于可溶性抗原聚合状态抗原好于单体,5.佐剂使用,可增强抗原的免疫原性,二、抗原与机体的相互作用,1.异物性“异物
6、”是在胚胎期未与淋巴细胞充分接触过的物质。异物性是抗原免疫原性的核心。,*异种物质：各种病原体、动物蛋白 *同种异体：异体输入物*自身成分：在胚胎期未与免疫活性细胞接触过的物质,2.进入机体的途径,皮内注射 皮下注射 肌肉注射腹腔注射静脉注射 口服（抗原被降解，丧失其免疫原性，易形成耐受）,3.机体因素,遗传因素同种属动物对同种抗原产生免疫应答的强弱不同同种属个体对特定抗原产生免疫应答强弱受遗传背景 调控群体水平，MHC多态性决定个体免疫应答质和量 年龄、性别和健康状况,抗原的种类及其医学意义,一、依据抗原诱生抗体时对T细胞的依赖性 *胸腺依赖抗原（TD-Ag）：B细胞表位（半抗原）和T细胞表
7、位（载体）组成，蛋白质抗原属此类。 *胸腺非依赖抗原（TI-Ag）：多个重复B细胞表位组成，多糖类抗原多属此，可分为TI-1Ag和TI-2Ag。 TD和TI抗原均是完全抗原,TD-Ag与TI-Ag的特点,二、依据与机体的亲缘关系,异种抗原（xenogenic Ag） 同种异型抗原（allogenic Ag） 自身抗原（autoantigen）隔离抗原释放，或改变和修饰了自身组织的抗原结构，而成为自身抗原。 异嗜性抗原（hetorophilic antigen）：是指存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原，又称Forssman抗原。,超敏反应,RBC,同种异型抗原,RBC,自身免疫性溶血性贫
8、血,药物,RBC,自身抗体,RBC,抗原抗体复合物,激活补体,红细胞膜,C9,C8,C 5b,6,7,自身抗原,乙型溶血性链球菌细胞壁C抗原、M抗原,链球菌感染,急性 肾小球肾炎,大肠埃希菌O14型脂多糖,结肠黏膜,溃疡性结肠炎,心瓣膜的糖蛋白 心肌成分,风湿热,A族链球菌,肾小球基底膜,异嗜性抗原,三、根据TD抗原是否由APC合成分类,*外源性抗原（exogenous antigen）：来源于APC细胞外的抗原。如被吞噬细胞吞噬的细胞或细菌。被APC摄取加工后，以抗原肽-MHC 的形式，供CD4+T细胞的TCR识别结合。 *内源性抗原（endogenous antigen）：由APC细胞合成
9、的抗原。如在细胞内合成的病毒、肿瘤抗原。被APC加工处理后，以抗原肽-MHC 的形式供CD8+T细胞的TCR识别结合。,四、其他分类,依据其诱导免疫应答的性质与特点移植抗原、肿瘤抗原、微生物抗原、变应原、耐受原等； 依据其理化性质颗粒性抗原/可溶性抗原、蛋白抗原/多糖抗原/多肽抗原等； 依据产生方式人工抗原、天然抗原；,抗原在临床实践中的应用,疾病诊断与辅助诊断：用已知抗原/抗体检测未知抗体/抗原 疾病治疗：研制治疗性疫苗；减敏治疗；治疗某些特殊疾病 疾病预防：研制预防性疫苗 医学研究：,非特异性免疫刺激剂,一、免疫佐剂（immunoadjuvant） *概念：与抗原同时或预先注入机体后，能增
10、强该抗原的免疫原性或改变机体免疫应答类型的物质。 *是一种非特异性免疫增强剂。,1.免疫佐剂的种类,化合物：包括氢氧化铝、明矾、矿物油及吐温-80，最有效的免疫佐剂为弗氏不完全佐剂、脂质体、人工合成的多聚物等。 生物制剂：经处理/改造的细菌及其代谢产物、细胞因子及热休克蛋白等。 新型佐剂,2.佐剂的作用机制,改变抗原的物理性状，延缓抗原降解和排除，从而更有效地刺激机体免疫系统。 引发炎症反应，刺激单核-吞噬细胞系统，增强其处理和提呈抗原的能力。 刺激淋巴细胞增殖与分化，增强和扩大免疫应答的效应。,3.佐剂的应用,增强特异性免疫应答，用于预防接种及制备动物抗血清。 作为非特异性免疫增强剂，用于抗
11、肿瘤和抗感染的辅助治疗。,二、超抗原 (superantigen，SAg ),1.概念：一些抗原可多克隆的激活T细胞或B细胞(2%20%)，诱导强烈免疫应答，该抗原称超抗原。,SAg作用特点：,不需加工与递呈，可直接与MHC 类分子结合。 形成TCR V-超抗原-MHC 类分子复合物。 其作用无MHC限制性。 诱导的T细胞应答，通过分泌大量CK参与一些病理生理过程的发生和发展过程。,SAg的生物学意义,毒性作用及诱导炎症反应 自身免疫病 免疫抑制 抗肿瘤,SAg与普通Ag区别,三、丝裂原（mitogen）,概念：使细胞发生有丝分裂而增殖的物质。 作用特点：可激活某一类淋巴细胞的全部克隆；与受体结合发挥作用。 种类：刀豆蛋白A（人T细胞）、植物血凝素（PHA）、(人T细胞）、美洲商陆（PWM）（人T、B细胞）。 用途：检测淋巴细胞的转化和有丝分裂。,思考题,什么是抗原、抗原表位？ 简述决定抗原免疫原性的条件。 T细胞表位和B细胞表位的主要区别有哪些？,
