1、第三章 抗原,Chapter 3 Antigen,学习要点,掌握抗原相关的概念和抗原的两大特性。掌握表位的概念；掌握B细胞表位，T细胞表位的概念和特点；熟悉交叉反应的概念、机制和意义。掌握胸腺依赖性抗原和胸腺非依赖性抗原，了解抗原的其他分类方法。了解其他非特异性免疫刺激剂的种类和作用机制，熟悉超抗原的概念。,抗原的定义,抗原antigen, Ag ：能够与 T细胞、B细胞的抗原受体即TCR 或者 BCR 结合，促进其增殖分化，产生抗体或致敏性淋巴细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。,抗原的特性,免疫原性immunogenicity; 抗原性：antigenicity,引 言,一是免疫原性
2、（immunogenicity），即能刺激机体产生免疫应答，诱生抗体或致敏淋巴细胞的能力。二是抗原性（antigenicity），指抗原与其诱生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力。,T,B,浆细胞,免疫原性,抗原性,结合,抗原的免疫原性和抗原性,引 言,完全抗原(complete antigen)：同时具有免疫原性和抗原性的物质，又称为免疫原(immunogen)，是通常所说的抗原。,不完全抗原(incomplete antigen)：只有抗原性的物质，又称为半抗原(hapten)。,使半抗原变成完全抗原的物质称载体（carrier）。,引 言,抗体（）,+,抗体（+）,A,B,Hapt
3、en,Hapten,carrier,抗原的不同命名,免疫原immunogen： 变应原allergen：（过敏原） 变应原是能够诱发机体产生变态反应的抗原。耐受原tolerogen： 可诱导机体产生免疫耐受的抗原。,引 言,第一节 抗原的异物性与特异性,一、异物性,异物性是抗原的重要本质特性，即“非己”特性。,亲缘关系越远，组织结构差异越大； 不仅存在于物种间，也存在于同种异体间； 改变的自身成分； 免疫隔离的自身成分。,影响抗原异物性的因素,亲缘关系,影响抗原异物性的因素,改变的自身成分,隐蔽的自身成分,正常组织细胞,肿瘤细胞或变性自身抗原,胚胎期被隔离,隐蔽性抗原被识别,脑组织眼晶体蛋白精
4、子等等,意义？,同种异体成分,ABO血型抗原Rh抗原HLA抗原,交感性眼炎的发病机制,第一节 抗原的异物性与特异性,二、特异性,抗原特异性指抗原能刺激机体产生免疫应答并与免疫应答产物发生专一结合的特性。,- 特定抗原只能刺激产生特异性抗体或致敏淋巴细胞- 仅能与该抗体或致敏淋巴细胞结合,特异性是适应性免疫应答最重要的特点。保证在不损伤自身情况下，有针对性地清除病原体/异物。T,B淋巴细胞产生的免疫应答均有特异性。是免疫学诊断与防治的理论依据抗原检测抗体；抗体检测抗原疫苗接种防治传染病,抗原特异性的意义,抗原特异性由什么决定？,第一节 抗原的异物性与特异性,二、特异性,决定抗原特异性的物质基础？
5、,二、特异性,1、抗原表位的概念,- 抗原表位（epitope）：抗原分子中决定抗原特异性的基本结构或化学基团，也称为抗原决定基（antigenic determinant),抗原与TCR、BCR、抗体特异性结合的基本结构单位,通常由5-17个氨基酸残基或5-7个多糖残基组成,生理意义：决定抗原特异性,半抗原相当于一个抗原表位,每个抗原表位诱生一种特异性抗体,一个天然抗原分子上可能有数个抗原表位,一个表位：一种抗原特异性,T、B识别表位而非抗原,抗原，表位和抗体,抗原特异性,抗原表位,抗原结合价（antigenic valence）：抗原分子上能与抗体分子结合的抗原表位的总数。,抗原结合价：四
6、价,抗原表位,抗原表位,免疫血清是单克隆抗体还是多克隆抗体？,按结构特点,按识别细胞,线性表位,构象表位,T细胞表位,B细胞表位,连续性、线性排列,空间上形成特定构象,被T细胞识别,被B细胞表位,2、抗原表位的类型,按结构特点,线性表位：由连续性线性排列的短肽组成。,构象表位：短肽或多糖残基在空间上形成构象。,2、抗原表位的类型,1,线性表位,构象表位,2,NH2,COOH,3,2、抗原表位的类型,2、抗原表位的类型,根据被不同免疫细胞识别，分为：T细胞表位为线性表位，可位于抗原的任意位置。B细胞表位既可以是线性表位，也可是构象表位，位于抗原表面。,2、抗原表位的类型,抗原肽-MHC,天然抗原
7、,功能性决定基：位于抗原分子的表面，易被相应的BCR或抗体特异性结合发生免疫反应的抗原决定基。,从诱发免疫应答上分：,隐蔽性决定基：位于抗原分子内部，不能与BCR或抗体特异性结合的决定基。,2、抗原表位的类型,二、特异性,3、影响抗原特异性的因素,表位的性质、数目、位置和空间构象决定着抗原表位的特异性。,二、特异性,4、表位-载体作用,半抗原只有和载体偶联后才能活化Th细胞，诱导出抗半抗原的抗体。如青霉素与血清蛋白偶联后变成完全抗原在免疫应答中，B细胞识别半抗原，Th 细胞识别载体。,B,T,半抗原,载体,DNP半抗原,OVA载体,半抗原与载体 - DNP + OVA,卵白蛋白,二硝基氟苯,半
8、抗原与载体 - DNP + OVA,半抗原DNP本身没有诱导免疫应答的能力。 将DNP与OVA偶联后免疫小鼠，所得到的抗体Ab2能够与DNP特异地结合。,Ab,Ab,DNP,OVA,DNP,NO,青霉素孢子,侵入,同组织蛋白成分结合成完全抗原,使机体产生抗青霉素的抗体,机体再次接触青霉素,发生严重的过敏反应,青霉素 + 载体 - 过敏,二、特异性,5、共同抗原表位和交叉反应,共同抗原表位：不同抗原间含有的相同或相似表位,交叉反应：抗体或致敏淋巴细胞与具有相同或相似表 位的不同抗原的反应,Same Epitope between antigens抗原之间存在的共同抗原表位,共同抗原表位和交叉反应
9、,Ag 1,Ag 2,为什么牛痘苗可以预防天花？,共同抗原表位和交叉反应,Ag 1,Ag 2,Smallpox virus,牛痘,天花,第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素,一、抗原分子的理化性质二、宿主方面的因素三、抗原进入的方式,第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素,一、抗原分子的理化性质,化学性质：蛋白质多糖脂类和DNA,分子量大小： 10KDa,结构的复杂性：芳香族氨基酸直链氨基酸,分子构象：空间构象丢失,易接近性：被淋巴细胞受体所接近的程度,物理状态：多聚体单体；颗粒抗原可溶性抗原,免疫原性 +,+,酪氨酸,谷氨酸,多聚赖氨酸,多聚丙氨酸,易接近性：被淋巴细胞受体所接近的程度,一、抗原分
10、子的理化性质,第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素,二、宿主方面的因素,遗传因素 ：主要受MHC的控制年龄、性别与健康状态 青壮年动物比幼年和老年动物免疫应答强新生动物或幼儿对多糖抗原不应答。雌性比雄性动物抗体生成高。,第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素,三、抗原进入的方式,剂量：合适的剂量引起有效免疫应答 途径： 皮内皮下或肌肉腹腔静脉口服 注射的间隔时间 免疫的次数： 间隔得当 免疫佐剂： 弗氏佐剂等,第三节 抗原的种类,一、根据诱生抗体时是否需要Th细胞参与分类,二、根据抗原与机体的亲缘关系分类,三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类,四、其他分类,第三节 抗原的种类,一、根据诱生抗体时
11、是否需要Th细胞参与分类,1、胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen，TD-Ag）,种类较多，多为蛋白质类抗原，刺激机体产生的体液免疫必需要Th细胞的参与，刺激机体产生IgG，引起细胞免疫和免疫记忆。,第三节 抗原的种类,一、根据诱生抗体时是否需要Th细胞参与分类,2、胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag）,此类抗原种类较少，刺激机体产生体液免疫不需要T细胞的协助。刺激B细胞产生IgM，不能引起细胞免疫和免疫记忆。,TI-1抗原：成熟B细胞或不成熟B细胞均可应答 多克隆激活剂，如LPS TI-2抗原：仅成熟B细胞应答，不成
12、熟的B细胞对其不应答。如肺炎球菌荚膜多糖，聚合鞭毛素,第三节 抗原的种类,一、根据诱生抗体时是否需要Th细胞参与分类,2、胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag）,婴幼儿为什么易患肺炎？,TD抗原和TI抗原的特性比较,第三节 抗原的种类,二、根据抗原与机体的亲缘关系分类,异嗜性抗原（heterophilic antigen）,异种抗原（xenogenic antigen）,同种异型抗原（allogenic antigen）,自身抗原（autoantigen）,独特型抗原（idotypic antigen）,J.Forssman研究发现用豚鼠多种脏器制
13、成的悬液免疫家兔，所得抗体除能与豚鼠的相应脏器抗原反应外，还可凝集绵羊红细胞。,多器官混合抽提液,二、根据抗原与机体的亲缘关系分类,异嗜性抗原（heterophilic antigen）： Forssman抗原，存在于人、动物和微生物之间的共同抗原。,第三节 抗原的种类,二、根据抗原与机体的亲缘关系分类,异嗜性抗原（heterophilic antigen）： Forssman抗原，存在于人、动物和微生物之间的共同抗原。,立克次体 变形杆菌 (OX19),共同抗原 临床诊断,凝集反应（Weil-Felix反应）,肺炎支原体 MG株链球菌,共同抗原 临床诊断,（血清学诊断）,We love it
14、 !,第三节 抗原的种类,二、根据抗原与机体的亲缘关系分类,异嗜性抗原（heterophilic antigen）： Forssman抗原，存在于人、动物和微生物之间的共同抗原。,溶血性链球菌,肾小球基底膜,心肌细胞,大肠杆菌O14型,结肠粘膜, 急性肾小球肾炎, 风湿性心肌炎,共同抗原 溃疡性结肠炎,共同抗原,We dont love it !,第三节 抗原的种类,二、根据抗原与机体的亲缘关系分类,异种抗原（xenogenic antigen）,来自于另一物种的抗原。如临床上治疗用的马血清,抗白喉免疫血清,免疫血清的双重性,同种异型抗原：同一种属不同个体间存在的抗原，如人类的ABO血型抗原和
15、Rh抗原。,二、根据抗原与机体的亲缘关系分类,由Rh血型导致的新生儿溶血,健康新生儿,生产后72h内Rh抗体被动免疫,胎儿红细胞进 入母体即被破坏 （不能诱导母亲 抗Rh免疫反应）,新生儿溶血的预防,Rh,再孕,Rh+,Rh,初孕,健康新生儿,Rh+,二、根据抗原与机体的亲缘关系分类,自身抗原（autoantigen）,来自于机体自身的抗原。如脑组织、精子和眼晶体蛋白,第三节 抗原的种类,独特型抗原（idiotypic antigen）,详见第十六章。,三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类,第三节 抗原的种类,内源性抗原（endogenous antigen）,在抗原提呈细胞内新合成的抗原
16、，如病毒感染细胞合成的病毒蛋白，肿瘤细胞合成的肿瘤抗原等。,外源性抗原（exogenous antigen）,来自于抗原提呈细胞外的、由其俘获的抗原，如胞外细菌等。,第三节 抗原的种类,内源性抗原和外源性抗原,第四节 非特异性免疫刺激剂,一、超抗原,1989年White提出超抗原的概念。他发现某些细菌或病毒的产物可以使很高比例的T细胞激活，他将这类抗原称为超抗原（super antigen, SAg）。一般的抗原只能激活外周血中0.00010.001%的T细胞，而超抗原可使220%的T细胞激活。,超抗原与普通抗原的比较,普通抗原,单克隆T细胞应答1:104 - 1:105,超抗原,多克隆T细胞
17、应答1:4 - 1:20,超抗原作用特点,1. 超抗原不需APC处理2. 非MHC分子的限制3. TCRV特异性4. 刺激T细胞释放大量细胞因子,一、超抗原,超抗原和普通抗原的比较,第四节 非特异性免疫刺激剂,一、超抗原,超抗原的种类外源性超抗原：如金黄色葡萄球菌肠毒素A-E内源性超抗原：如小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白。TCR+T细胞超抗原：如热休克蛋白B细胞超抗原：如SPA和HIV的gp120,参与某些病理过程 SAg刺激大量T细胞激活，产生多种细胞因子引起某些疾病。 SAg与免疫抑制 T细胞因过度激活而被耗竭 SAg与自身免疫应答 SAg可能激活体内自身反应性T细胞，诱发自身免疫性疾病 与抗肿瘤效
18、应 CTL被大量激活而对肿瘤发挥杀伤作用,超抗原的生物学意义,第四节 非特异性免疫刺激剂,二、佐剂,预先或与抗原同时注入体内，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性物质，称为佐剂（adjuvant）。,它在机体免疫反应中所起到的作用类似于化学反应过程中的催化剂。,生物性佐剂：卡介苗，短小棒状杆菌，LPS，CK化学佐剂：氢氧化铝，磷酸铝，磷酸钙、明矾等人工佐剂： Poly I：C（多聚肌苷酸：胞苷酸） 等矿物油：羊毛脂其他：脂质体，HSP，免疫刺激复合物（ISCOMs）,佐剂的种类：,第四节 非特异性免疫刺激剂,二、佐剂,第四节 非特异性免疫刺激剂,二、佐剂,弗氏不完
19、全佐剂(Freunds incomplete adjuvant FIA)由油剂(石蜡油或植物油)与乳化剂(羊毛脂或Tween80)混合而成，比例通常是2:1。弗氏完全佐剂 (Freunds complete adjuvant, FCA)在FIA中加入活卡介苗或死的结核分枝杆菌(终浓度为220mg/ml)即成为FCA。一般首次注射时用FCA ，以后用FIA或不用佐剂。,医学研究中常用的佐剂：,第四节 非特异性免疫刺激剂,二、佐剂,佐剂作用的机制：,改变抗原物理性状，延缓抗原的降解和清除 刺激单核巨噬细胞系统，增强对抗原加工和提呈 刺激淋巴细胞的增殖分化，增强和扩大免疫应答,第四节 非特异性免疫刺
20、激剂,二、佐剂,佐剂的用途：,增强特异性免疫应答，用于预防接种和制备抗血清作为非特异性免疫增强剂，用于疾病的辅助治疗,第四节 非特异性免疫刺激剂,三、丝裂原,丝裂原（mitogen），又称有丝分裂原，因能够引起细胞发生有丝分裂而得名。,丝裂原可与细胞表面的受体结合，刺激静止的淋巴细胞分化成为淋巴母细胞和有丝分裂，激活某一类淋巴细胞的全部克隆，是一种非特异性的淋巴细胞多克隆激活剂。,人,小鼠,T细胞 B细胞,T细胞 B细胞,ConA（刀豆蛋白A）PHA（植物血凝素）PWM（美洲商陆）LPS（脂多糖）SPA（葡萄球菌A蛋白）,+,+,+,+,+,+,+,+,+,作用于人和小鼠T、B细胞的丝裂原,三
21、、丝裂原,英文词汇,Antigen immunogenicity antigenicityhapten epitopethymus independent antigen（TI-Ag）thymus dependent antigen（TD-Ag ）superantigen（SAg） adjuvant mitogen,小结,1、概念：Ag、完全抗原、半抗原、异嗜性抗原、表位、SAg、 TI-Ag、TD-Ag,2、抗原的两大基本特性。,3、影响抗原免疫应答的主要因素。,4、TI-Ag、TD-Ag的区别,思考题,抗体捕获天花病毒后如何将其清除？普通抗原、超抗原和丝裂原有哪些区别？在淋巴细胞转化实验中通常用哪种抗原？为什么？,谢谢大家,
