第三章抗原王华民教授检验医学系微生物学与免疫学教研室Office:www.book118.com.409  Phone: 6689-3746 Email:hmwang58@ywww.book118.com http:/www.book118.com.13  内容与要求掌握：抗原的概念和特性、抗原的异物性和特异性、抗原表位、T细胞表位与B细胞表位、TD 抗原与TI 抗原。熟悉：影响抗原免疫应答的因素、交叉反应、异嗜性抗原。了解：超抗原、免疫佐剂、丝裂原的定义、作用及应用。抗原的概念抗原（antigen ，Ag ）——能与T细胞的TCR 或B细胞的BCR 结合，促使其增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。抗原的基本性质免疫原性immunogenicity ：抗原刺激机体产生免疫应答，诱生抗体或致敏淋巴细胞的能力。抗原性antigenicity ：抗原与其所诱生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力。具有免疫原性和抗原性的物质——完全抗原(complete  antigen) 只具有抗原性，没有免疫原性的物质——半抗原（hapten ）特性第一节抗原的异物性与特异性一、抗原的异物性化学结构不同于宿主自身成份或从未与宿主免疫细胞接触过的物质为异物（非己物质）。抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，异物性越强，其免疫原性就越强。异种抗原>同种抗原>自身抗原二、抗原的特异性决定抗原特异性的结构基础——抗原表位（epitope ）抗原表位/抗原决定基（Antigenic determinant ，AD ）——是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，是TCR/BCR 及抗体特异结合的基本单位。抗原决定基的大小：相当于抗体的抗原结合部位蛋白质决定簇：5 ～17 个氨基酸残基；多糖决定簇：5 ～7个单糖残基；核酸决定簇：6 ～8个核苷酸。抗原结合价：一个抗原分子中能与相应抗体发生特异性结合的抗原决定基的总数。半抗原为一价，天然抗原为多价抗原2、抗原表位的类型顺序表位（sequential determinant ）：一段序列相连续的氨基酸片段，多位于抗原分子的内部，又称为线性表位（linear epitope ）。主要由APC 提呈后供T细胞识别，又称T细胞表位。构象决定基（comformational determinant ）：序列上不相连的短肽或多糖残基在空间上形成特定的构象，一般位于分子表面，又称为非线性表位（non- linear epitope ）。B细胞的BCR 或抗体可识别，又称为B细胞表位。T细胞表位和B细胞表位T细胞和B细胞表位的特性比较3、影响抗原的特异性的因素------ 抗原表位的性质、数目、位置和空间构型4、表位-载体作用载体效应：在免疫应答中，B细胞识别半抗原，并提呈载体表位给CD4+ T 细胞，Th 细胞识别载体表位，以T细胞表位把特异T-B 细胞之间连接起来，T细胞才能激活B细胞。半抗原决定基载体决定基5、共同抗原表位与交叉反应共同抗原（交叉反应抗原）两种不同的抗原分子所具有的相同或相似的抗原决定簇称为共同抗原或交叉反应抗原。交叉反应具有共同抗原的物质其抗原和抗体之间相互结合发生的反应。交叉抗原的生物学意义1．导致免疫损伤（链球菌感染后性肾小球肾炎）2 、干扰特异性诊断或鉴定第二节影响抗原免疫应答的因素一、抗原分子的理化特性4、分子构象（conformation ）与易接近性(accessibility) 5、物理状态环状结构>直链结构聚合状态>单价状态颗粒性抗原>可溶性抗原二、宿主方面的因素1、遗传因素：受免疫应答基因控制2 、动物的年龄、性别、健康状态等：雌激素促进抗体生成下列哪些物质对人来说具有免疫原性？哪种物质抗原性最强？（1）牛血清白蛋白（2）人血清白蛋白（3）多糖（4）脂多糖（5）糖蛋白（6）脂蛋白（7）单糖（8）脂肪（9）青霉素（10 ）氨基酸（11 ）核酸第三节抗原的种类一、根据诱生抗体时是否需要Th 细胞的参与分类胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen, TD—Ag ）胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen, TI—Ag ）TD －Ag （thymus dependent antigen ）TD －Ag ——诱导B细胞免疫应答时需要依赖T细胞辅助的抗原。TI －Ag （thymus independent antigen ）TI －Ag ——诱导B细胞免疫应答时不需要依赖T细胞辅助的抗原。TD 抗原（胸腺依赖抗原）有T表位和B表位,TI 抗原（胸腺非依赖抗原）由多个重复的B表位组成TD-Ag 与TI-Ag 比较TI-1Ag 与TI-2Ag TI-1 Ag ：含有B细胞丝裂原和重复B细胞表位，刺激不成熟和成熟的B细胞应答，如脂多糖TI-2 Ag ：由多个重复的B细胞表位组成，刺激成熟的B细胞应答，如：荚膜多糖、聚合鞭毛素二、根据抗原与机体的亲缘关系分类异种抗原（xenoantigen ）：来自另一物种的抗原。同种异型抗原（alloantigen ）：来自同一物种的不同个体的抗原。独特型抗原（idioantigen ）：存在于单个T、B细胞或抗体分子上的独特抗原，不同细胞克隆的独特型抗原不同。独特型抗原存在于TCR 、BCR 和抗体的V区。自身抗原（autoantigen ）：胚胎期间未曾接触过或出生后发生了改变的自身成分。异嗜性抗原（heterophil antigen ，Forssman ）：一类与种属特异性无关，存在与不同种系生物间的共同抗原肿瘤抗原：肿瘤相关性抗原、肿瘤特异性抗原。三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类抗原在临床实践中的应用预防疫苗、类毒素. 诊断用已知抗原检测未知抗体治疗治疗性疫苗（卡介苗、肿瘤疫苗）第四节非特异性免疫刺激剂某些细菌或病毒的产物，只需极低浓度（1—10ng/ml ）即可激活大量的T细胞克隆（可高达机体1/3T 细胞），产生极强的免疫应答效应。由于这种物质具有强大的激活能力，故称之为超抗原。可分为内源性超抗原（病毒性）和外源性超抗原（细菌性）、作用于TCRγδ+T 的超抗原（HSP ）和B细胞超抗原（非常规Ig 结合能力的蛋白质，如SPA 、HIVgp120 ）。超抗原作用示意图超抗原与普通抗原的特性比较佐剂的作用机制改变抗原物理性状，增强抗原在体内的潴留时间刺激单核—巨嗜细胞的吞噬能力，增强其对抗原的处理和呈递能力。刺激淋巴细胞的增殖和分化，增强和扩大免疫应答的能力。佐剂的免疫生物学作用增强免疫原性，使微弱抗原有效的免疫原提高初次应答和再次应答的抗体滴度。改变抗体类型，IgM  IgG 引起或增强迟发型超敏反应。（三）丝裂原丝裂原——非特异性多克隆免疫激活剂，可致细胞有丝分裂的蛋白质，可以激活某类淋巴细胞（T细胞或B细胞）的全部克隆分裂增殖。作用于T细胞的丝裂原：PHA 、ConA  作用于B细胞的丝裂原：LPS 、SPA （葡萄球菌A  蛋白菌体）既作用于T又作用于B的丝裂原：PWM （美洲商陆）。小结1. 抗原的概念2. 抗原的特性3. 抗原的异物性——抗原的核心4. 抗原的特异性——表位5. 抗原的分类（TD-Ag 和TI-Ag 7. 异嗜性抗原8. 超抗原、佐剂、丝裂原思考题一、名词解释：antigen 、epitope(antigenic determinant) 、免疫原性、免疫反应性、半抗原（hepten ）、TD-Ag 、TI-Ag 、异嗜性（Forssman ）抗原、佐剂、超抗原、丝裂原二、简答题：1 、试述抗原的基本特性。2 、决定Ag 免疫原性的因素有哪些？3 、简述T细胞表位与B细胞表位的特性。4 、试比较TD-Ag 与TI-Ag 。5 、试述超抗原与普通抗原的异同点。（一）超抗原Supper antigen （SAg ）Conventional Antigen Superantigen Polyclonal response 1:4 - 1:10 Definition 超抗原常规抗原（二）免疫佐剂immunoadjuvant 预先或与抗原一起注入机体，可增强机体对该抗原的特异性免疫应答或改变免疫应答类型的物质称为免疫佐剂。弗氏佐剂Freund adjnvant 不完全弗氏佐剂抗原水溶液油剂（石蜡油或植物油）乳化剂（羊毛脂或吐温80 ）制成油包水抗原乳剂即为不完全弗氏佐剂完全弗氏佐剂不完全弗氏佐剂+死卡介苗佐剂的应用科研：提高动物免疫效果预防接种：提高疫苗的免疫效果非特异性免疫增强剂，肿瘤或慢性感染的辅助治疗* 变应原（allergen ）——能诱导变态反应的抗原。耐受原（tolerogen ）——能诱导机体产生免疫耐受的抗原。具备以上两种特性者免疫原性(lmmunogenicity) 完全抗原半抗原只具有抗原性而无免疫原性者T T 蛋白质载体抗原性（antigenicity ）抗原表位构象性表位直接被BCR 识别, 抗体与特定表位结合抗原表位与BCR 或抗体特异性结合2、分子量大小：通常分子量在10KD 以上（大分子胶体）。分子量越大，抗原性越强。3、化学组成和结构：抗原物质表面必须有一定的化学组成和结构，凡含有芳香族氨基酸（尤为酪氨酸等）的蛋白质抗原性较强。1、化学性质：蛋白质﹥多糖类，脂类无免疫原性。分子构象是指抗原分子的特殊化学基团的三维结构，它决定抗原分子是否能与相应免疫活性细胞表面的抗原受体互相吻合而启动免疫应答。易接近性是指抗原分子的特殊化学基因与相应免疫活性细胞表面的抗原受体相互接触的难易程度。三、抗原进入机体方式的影响免疫抗原的剂量、途径、次数以及免疫佐剂的选择都明显影响机体对抗原的选择特点绝大多数蛋白抗原为TD-Ag 结构复杂，含有T、B表位特点主要是一些多糖类抗原结构简单，通常具有规律而密集重复排列的B表位1 2 1 2 CD40/CD40L B 细胞B细胞Th 细胞TI-1 抗原TD 抗原TI 与TD 抗原CD4 性状TI-Ag TD-Ag 对巨噬细胞的需要不需要，由B表位组成需要，由T、B表位组成活化的B细胞B1 B2  T细胞依赖性不依赖依赖诱生的Ig 类型IgM IgM 、IgG 、IgA  再次免疫应答不产生产生免疫记忆不形成形成诱生免疫耐受易难脂蛋白膜蛋白LPS 外膜胞膜膜间质n 脂A 核磷脂多糖多糖重复单位革兰氏阴性细菌胞壁结构细菌脂多糖（LPS ）的分子结构内源性抗原endogenous antigen 外源性抗原Exogenous antigen 合成的病毒蛋白、肿瘤细胞合成的蛋白、胞内某些自身正常成分来源于细胞外，进入内体加工的抗原在细胞内合成，在胞质内加工的抗原被吞噬的细胞、细菌或某些自身成分内源性抗原外源性抗原* * *