抗原基础知识课件.pptx

1、抗原基础知识基本概念基本概念v抗原抗原(Antigen, Ag)(Antigen, Ag)：能刺激机体免疫系统产生特异性能刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能与相应的免疫应免疫应答，并能与相应的免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）答产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内或体外发生特异性结合的在体内或体外发生特异性结合的物质，称为抗原。物质，称为抗原。 抗原抗原 (Ag):与T细胞结合，激活T细胞记忆T细胞活化的T杀伤细胞与B细胞结合，激活B细胞产生抗体记忆B细胞活化的B细胞抗体抗原的两种基本特性抗原的两种基本特性v抗原分子具有两种特性：抗原分子具有两种特性：免疫原性免疫原性(immunogenic

2、ity)(immunogenicity) 抗原分抗原分子能刺激机体产生免疫应答的特性。子能刺激机体产生免疫应答的特性。免疫反应性免疫反应性(immunoreactivity)(immunoreactivity) 抗抗原分子能与免疫应答产物原分子能与免疫应答产物( (抗体或效应抗体或效应T T细胞细胞) )在体内或体外发生特异性反应的在体内或体外发生特异性反应的特性，又称为特性，又称为抗原性或反应原性。抗原性或反应原性。1 1、免疫原性（、免疫原性（immunogenicity)immunogenicity)Immunogenicity is the ability to induce a hu

3、moral and /or cell mediated immune response, including induce production of antibody and effector lymphocytes.够刺激机体产生特异够刺激机体产生特异性免疫应答性免疫应答( (诱导产诱导产生抗体或效应生抗体或效应T T淋巴淋巴细胞细胞) )的特性。的特性。活化的活化的B B细胞细胞抗体抗体效应效应T T淋巴细胞淋巴细胞2 2、免疫反应性、免疫反应性 (immunoreactivity) (immunoreactivity) 又称抗原性又称抗原性(antigenicity)(antigeni

4、city)Antigenicity is the ability to combine specifically with the final products of the above responses (i.e., antibody and /or cell-surface receptors).能与抗体或效应能与抗体或效应 T T淋淋巴细胞特异性结合的巴细胞特异性结合的能力。能力。抗体抗体效应效应T T淋巴细胞淋巴细胞半抗原与载体半抗原与载体半抗原半抗原(Hapten)(Hapten)：只有免疫反应性而无免疫只有免疫反应性而无免疫 原性的物质，称为半抗原原性的物质，称为半抗原( (不能

5、诱导免疫应答，不能诱导免疫应答，但可与特异性免疫反应的产物发生结合但可与特异性免疫反应的产物发生结合) )。载体载体(carrier)(carrier)：能与半抗原结合使半抗原获能与半抗原结合使半抗原获得免疫原性（可诱导免疫应答）的物质，称得免疫原性（可诱导免疫应答）的物质，称为载体。为载体。完全抗原完全抗原(immunogen,(immunogen,免疫原免疫原) )：既有免疫原既有免疫原性又有免疫反应性的物质，称为完全抗原或性又有免疫反应性的物质，称为完全抗原或免疫原。免疫原。半抗原半抗原(Hapten)(Hapten) 半抗原：只有抗原性，半抗原：只有抗原性，没有免疫原性的小分没有免疫原

6、性的小分子物质。子物质。小分子小分子免疫应答免疫应答 （immune response）+载体载体carriercarrier完全抗原完全抗原载体：赋予半抗原免载体：赋予半抗原免疫原性的大分子物质。疫原性的大分子物质。半抗原半抗原 + + 载体载体 = = 完全抗原完全抗原第一节第一节 影响抗原免疫原性的因素影响抗原免疫原性的因素抗原免疫原性的强弱，由抗原和机体两方抗原免疫原性的强弱，由抗原和机体两方面的因素决定。面的因素决定。一、抗原因素一、抗原因素（一）异物性（一）异物性 异种物质，同种异体物质，自身抗原。异种物质，同种异体物质，自身抗原。（二）理化性质（二）理化性质 分子量大小，化学组成

7、和结构，分子分子量大小，化学组成和结构，分子 构象和易接近性，物理性状。构象和易接近性，物理性状。（一）、异物性（一）、异物性 异物性：指抗原物质与机体正常组织成分之间的异物性：指抗原物质与机体正常组织成分之间的差异。异物性是决定抗原免疫原性的首要条件。差异。异物性是决定抗原免疫原性的首要条件。 抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构的差抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构的差异越大，免疫原性越强。异越大，免疫原性越强。 具有异物性的抗原物质可分三大类：具有异物性的抗原物质可分三大类：异种物质：各种病原微生物、动物血清、植物蛋异种物质：各种病原微生物、动物血清、植物蛋白质等白质等 同种异体物

8、质：同种异体物质：ABOABO血型、血型、RhRh血型、血型、HLAHLA抗原等抗原等自身抗原：外伤、感染、药物等因素导致自身组自身抗原：外伤、感染、药物等因素导致自身组织成分的结构发生改变；隐蔽性抗原织成分的结构发生改变；隐蔽性抗原( (在胚胎期在胚胎期未与免疫活性细胞接触过的物质如精子、眼晶状未与免疫活性细胞接触过的物质如精子、眼晶状体等体等) )释放入血。释放入血。1 1、大分子量、大分子量10kD100kD100kD100kD）直链氨基酸直链氨基酸加苯环氨基酸（加苯环氨基酸（2%2%酪氨酸）酪氨酸）免疫原性很弱免疫原性很弱免疫原性大大增强免疫原性大大增强3 3、分子构象的易接近性、分子

9、构象的易接近性免疫原性免疫原性 + 酪氨酸酪氨酸 多聚丙氨酸多聚丙氨酸 谷氨酸谷氨酸 多聚赖氨酸多聚赖氨酸+4 4、物理性状、物理性状免疫原性大小：免疫原性大小： 环状或支链分子环状或支链分子 直链分子直链分子 聚合物聚合物 单体单体 颗粒状物质颗粒状物质 可溶性物质可溶性物质蛋白质、多糖、糖蛋白、脂蛋白、脂多蛋白质、多糖、糖蛋白、脂蛋白、脂多糖、核蛋白等都具有很好的免疫原性。糖、核蛋白等都具有很好的免疫原性。二、机体因素二、机体因素1.1.遗传因素遗传因素控制机体免疫应答的基因是控制机体免疫应答的基因是MHCMHC，不同，不同种属和不同个体对同一抗原的免疫应种属和不同个体对同一抗原的免疫应答

10、有明显差异。答有明显差异。2.2.年龄、性别、健康状态年龄、性别、健康状态1 1、遗传因素、遗传因素机体对抗原的应答是受免疫应答基因（主要是机体对抗原的应答是受免疫应答基因（主要是MHCMHC）控制的。因个体遗传基因的不同，人群中对同一控制的。因个体遗传基因的不同，人群中对同一抗原可有高、中、低不同程度的应答。抗原可有高、中、低不同程度的应答。2 2、年龄、性别、健康状态、年龄、性别、健康状态青 壮 年 强 于青 壮 年 强 于幼年和老年幼年和老年雌性比雄性动雌性比雄性动物抗体生成高物抗体生成高感染、免疫抑感染、免疫抑制剂的应用制剂的应用第二节第二节 抗原的特异性与交叉反应抗原的特异性与交叉反

11、应一、抗原的特异性一、抗原的特异性特异性特异性(specificity)(specificity)：是指物质之间的相：是指物质之间的相互吻合性和专一性。互吻合性和专一性。抗原的特异性抗原的特异性(Specificity)(Specificity)：抗原只与相：抗原只与相应的抗体或致敏淋巴细胞反应的特性，称应的抗体或致敏淋巴细胞反应的特性，称为抗原的特异性。特异性包括二个方面：为抗原的特异性。特异性包括二个方面：免疫原性具有特异性，即一种抗原只能激免疫原性具有特异性，即一种抗原只能激活具有相应受体的淋巴细胞发生免疫应答。活具有相应受体的淋巴细胞发生免疫应答。免疫反应性具有特异性，即一种抗原只与免

12、疫反应性具有特异性，即一种抗原只与相应的抗体或致敏淋巴细胞反应。相应的抗体或致敏淋巴细胞反应。抗原的特异性：抗原的特异性：( (一一) )、抗原决定基、抗原决定基(antigenic determinant)(antigenic determinant)抗原分子中与抗体特异性结合或被淋巴抗原分子中与抗体特异性结合或被淋巴细胞抗原受体识别的细胞抗原受体识别的特殊化学基团特殊化学基团，称，称为抗原决定基，又称为抗原决定基，又称表位表位(epitope)(epitope)。抗原决定基是抗原分子与相应抗体或致抗原决定基是抗原分子与相应抗体或致敏淋巴细胞结合的基本单位。敏淋巴细胞结合的基本单位。表位的性

13、质决定抗原的特异性。表位的性质决定抗原的特异性。抗原的结合价抗原的结合价 抗原的结合价（抗原的结合价（antigenic valenceantigenic valence）是指能和抗体分子）是指能和抗体分子结合的抗原决定基的总数。结合的抗原决定基的总数。半抗原为一价半抗原为一价，而天然抗原，而天然抗原一般是大分子，由一般是大分子，由多种、多个多种、多个抗原决定基组成，是多价抗原决定基组成，是多价抗原，可以和多个抗体分子交互结合。抗原，可以和多个抗体分子交互结合。+位于抗原分子位于抗原分子表面的表位表面的表位天然抗原一般为多价抗原天然抗原一般为多价抗原（含多种、多个抗原决定簇）（含多种、多个抗原

14、决定簇）位于抗原分子位于抗原分子内部的表位内部的表位抗原的结合价抗原的结合价 指抗原分子中能与抗体结合的各种抗原表位指抗原分子中能与抗体结合的各种抗原表位的总数。的总数。多价抗原：表面有许多不同的抗原决定簇多价抗原：表面有许多不同的抗原决定簇多价抗原多价抗原抗原决定基的种类抗原决定基的种类根据抗原决定基的结构或被识别的根据抗原决定基的结构或被识别的特点，可将决定基分为三类：特点，可将决定基分为三类：1.1.构象决定基和顺序决定基构象决定基和顺序决定基2.T2.T细胞决定基和细胞决定基和B B细胞决定基细胞决定基 3.3.载体决定基和半抗原决定基载体决定基和半抗原决定基半抗原决定簇与载体决定簇半

15、抗原决定簇与载体决定簇在人工抗原中，半抗原为简单的有机化学分子，半在人工抗原中，半抗原为简单的有机化学分子，半抗原与蛋白质载体偶联后，可诱导出抗原与蛋白质载体偶联后，可诱导出抗半抗原抗体抗半抗原抗体。半抗原半抗原 HaptenHapten +载体载体 carriercarrier完全抗原完全抗原OVAAb2Ab2Ab1DNPOVA半抗原半抗原多为分子量较小的有机物，如二硝基苯甲酸多为分子量较小的有机物，如二硝基苯甲酸(DNP)(DNP)DNPDNP与卵白蛋白（与卵白蛋白（ovalbumin,OVAovalbumin,OVA）或牛血清白蛋白（或牛血清白蛋白（bovine serum bovine

16、 serum albumin,BSAalbumin,BSA）偶联后，免疫小鼠）偶联后，免疫小鼠可得到针对可得到针对DNPDNP的抗体，而且能够的抗体，而且能够区别对位和间位的区别对位和间位的DNPDNP。NH2NH2-RNH2R-R邻间对OVA半抗原半抗原- -载体效应载体效应初次免疫初次免疫 再次免疫再次免疫 抗抗DNPDNP抗体抗体DNP DNP OA-DNP BSA-DNP OA-DNP OA-DNP BSA-DNP OA-DNP BSA-DNP BSA-DNP 半抗原决定簇：与抗体结合半抗原决定簇：与抗体结合载体决定簇：与载体决定簇：与ThTh细胞结合细胞结合结论：载体蛋白所诱导的结论

17、：载体蛋白所诱导的ThTh细胞细胞应答对半抗原特异性应答对半抗原特异性抗体抗体的产生具有重要的作用的产生具有重要的作用细胞免疫细胞免疫体液免疫体液免疫半抗原半抗原- -载体效应的重要意义载体效应的重要意义半抗原半抗原- -载体效应解释了许多小分子化学载体效应解释了许多小分子化学物质能与体内组织蛋白结合形成完全抗原，物质能与体内组织蛋白结合形成完全抗原，从而诱发超敏反应的机理。从而诱发超敏反应的机理。 药物半抗原药物半抗原( (如青霉素如青霉素) + ) + 组织蛋白组织蛋白 完全抗原完全抗原 超敏反应超敏反应（二）抗原（二）抗原- -抗体反应的特异性抗体反应的特异性免疫血清Anti-serum

18、位置position反应response基团组成composition间氨基苯甲酸抗体邻氨基苯甲酸抗体NH2NH2-RNH2R-R邻位间位对位R = COOHR = COOHR = COOH对氨基苯甲酸抗体共同抗原共同抗原与与交叉反应交叉反应天然抗原表面常存在有多种表位，每一种天然抗原表面常存在有多种表位，每一种B B细胞表位都细胞表位都可刺激机体产生一种特异性抗体，因此多价抗原能使机可刺激机体产生一种特异性抗体，因此多价抗原能使机体产生多种抗体。存在于两种不同抗原之间的相同或相体产生多种抗体。存在于两种不同抗原之间的相同或相似的抗原表位，称为似的抗原表位，称为共同抗原共同抗原( (commo

19、n antigen)common antigen)。抗原抗原A A抗原抗原B B抗体对具有抗体对具有相同或相似表位相同或相似表位的的不同抗原不同抗原的的反应，称为反应，称为交叉反应交叉反应（cross-reactioncross-reaction）抗原抗原A A抗原抗原B B牛痘疫苗牛痘疫苗VACCINE天花病毒天花病毒BmBm细胞细胞第三节第三节 抗原的种类抗原的种类一、根据抗原的性能分类一、根据抗原的性能分类 1.1.完全抗原完全抗原 2.2.不完全抗原（半抗原）不完全抗原（半抗原）二、根据产生抗体时是否需二、根据产生抗体时是否需ThTh细胞辅助分类细胞辅助分类 1.1.胸腺依赖抗原胸腺依

20、赖抗原 （thymus dependent antigen,TD-Agthymus dependent antigen,TD-Ag） 2.2.胸腺非依赖抗原胸腺非依赖抗原 （thymus independent antigen,TI-Agthymus independent antigen,TI-Ag）TDTD抗原和抗原和TITI抗原均是完全抗原抗原均是完全抗原胸腺依赖抗原胸腺依赖抗原(TD-Ag)(TD-Ag)的特点的特点 TD-AgTD-Ag含有含有T T细胞抗原决定簇，必须在细胞抗原决定簇，必须在ThTh细胞的辅助细胞的辅助下才能刺激下才能刺激B B细胞产生抗体。这些抗原的特征为有许细胞

21、产生抗体。这些抗原的特征为有许多不同的抗原决定簇，蛋白质抗原都属于多不同的抗原决定簇，蛋白质抗原都属于TDTD抗原。抗原。胸腺非依赖抗原胸腺非依赖抗原(TI-Ag)(TI-Ag)的特点的特点 胸腺非依赖抗原能直接刺激胸腺非依赖抗原能直接刺激B B细胞产生抗体，无需细胞产生抗体，无需T T细胞的辅助。这些抗原的特征多聚体样结构，含细胞的辅助。这些抗原的特征多聚体样结构，含有许多相同的抗原决定簇，如细菌的脂多糖、荚有许多相同的抗原决定簇，如细菌的脂多糖、荚膜多糖都是膜多糖都是TI TI 抗原。抗原。TITI抗原与抗原与TDTD抗原抗原12CD40/CD40LB 细胞细胞B细胞细胞Th细胞细胞TI

22、抗原抗原TD 抗原抗原CD412三、根据抗原的来源分类三、根据抗原的来源分类1 1、异种抗原、异种抗原来自另一物种的抗原称为异种抗原。来自另一物种的抗原称为异种抗原。2 2、异嗜性抗原、异嗜性抗原在动植物、微生物与人类之间共有的、抗在动植物、微生物与人类之间共有的、抗原决定基相同的一类抗原，称为异嗜性抗原决定基相同的一类抗原，称为异嗜性抗原，又称为原，又称为ForssmanForssman抗原。抗原。3 3、同种异型抗原、同种异型抗原同一种属不同个体的抗原。同一种属不同个体的抗原。4 4、自身抗原、自身抗原异种抗原（异种抗原（xenoantigenxenoantigen）各种微生物各种微生物治

23、疗用动物免疫血清：马血清抗毒素治疗用动物免疫血清：马血清抗毒素植物花粉植物花粉马血清抗毒素的两重性：马血清抗毒素的两重性：特异性抗体特异性抗体-可中和毒素的毒性可中和毒素的毒性异种抗原异种抗原-可刺激机体产生抗马可刺激机体产生抗马血清的抗体，引起超敏反应。血清的抗体，引起超敏反应。类毒素类毒素毒素毒素马血清马血清抗毒素抗毒素超敏超敏反应反应抗体抗体抗原抗原同种异型抗原（同种异型抗原（alloantigenalloantigen）人类同种异型抗原：人类同种异型抗原：ABOABO血型抗原血型抗原RhRh血型抗原血型抗原组织相容性抗原组织相容性抗原(HLA(HLA抗原抗原) )RBCRBCRBCRB

24、CA A型型A A抗原抗原B B型型抗抗A A抗体抗体ABOABO血型抗原引起的溶血反应血型抗原引起的溶血反应激活补体激活补体溶血反应溶血反应自身抗原（自身抗原（autoantigenautoantigen）在感染、服用某些药物等影响下，使自身组织的结在感染、服用某些药物等影响下，使自身组织的结构发生改变，或外伤使隐蔽性抗原释放，可诱发对构发生改变，或外伤使隐蔽性抗原释放，可诱发对自身抗原的免疫应答。自身抗原的免疫应答。RBC自身免疫性自身免疫性溶血性贫血溶血性贫血药物药物RBC自身抗体自身抗体 RBC抗原抗体复合物抗原抗体复合物激活补体激活补体红细胞膜红细胞膜C9C8C5b6 7第四节第四节

25、 医学上重要的抗原物质医学上重要的抗原物质一、病原微生物及其代谢产物一、病原微生物及其代谢产物菌体抗原菌体抗原(O)(O)，鞭毛抗原，鞭毛抗原(H)(H)，菌毛抗原，菌毛抗原表面抗原表面抗原( (荚膜抗原、荚膜抗原、ViVi抗原、抗原、K K抗原抗原) )细菌代谢产物：外毒素细菌代谢产物：外毒素外毒素外毒素 甲醛脱毒甲醛脱毒 类毒素类毒素二、动物免疫血清二、动物免疫血清破伤风抗毒素、白喉抗毒素破伤风抗毒素、白喉抗毒素三、同种异型抗原三、同种异型抗原ABOABO血型抗原血型抗原RhRh血型抗原血型抗原HLAHLA抗原抗原四、异嗜性抗原四、异嗜性抗原( (又称为又称为Forssam)Forssam

26、)抗原：是一类与抗原：是一类与种属无关的存在于人、动物、植物和微生物之间种属无关的存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。的共同抗原。乙型溶血性乙型溶血性 C C抗原抗原链球菌细胞壁链球菌细胞壁 M M抗原抗原链球菌感染链球菌感染急性急性肾小球肾炎肾小球肾炎大肠杆菌大肠杆菌O O1414型脂多糖型脂多糖结肠粘膜结肠粘膜溃疡性结肠炎溃疡性结肠炎心瓣膜的糖蛋白心瓣膜的糖蛋白心肌成分心肌成分风湿热风湿热A A族链球菌族链球菌肾小球基底膜肾小球基底膜五、自身抗原五、自身抗原隐蔽的自身抗原，修饰的自身抗原隐蔽的自身抗原，修饰的自身抗原六、肿瘤抗原六、肿瘤抗原肿瘤特异性抗原肿瘤特异性抗原(TSA)(T

27、SA)：肿瘤细胞特有的或只存在：肿瘤细胞特有的或只存在于某种肿瘤细胞而不存在于正常细胞的新抗原。于某种肿瘤细胞而不存在于正常细胞的新抗原。肿瘤相关抗原肿瘤相关抗原(TAA)(TAA)：非肿瘤细胞所特有的、正常：非肿瘤细胞所特有的、正常细胞和其他组织上也存在的抗原，只是其含量在细胞和其他组织上也存在的抗原，只是其含量在细胞癌变时明显增高。细胞癌变时明显增高。胚胎抗原：胚胎抗原：是指在胚胎发育阶段由胚胎组织产生是指在胚胎发育阶段由胚胎组织产生的正常成分，出生后逐渐消失或仅存留极微量，的正常成分，出生后逐渐消失或仅存留极微量，当细胞癌变时，此类抗原又重新合成。当细胞癌变时，此类抗原又重新合成。七、超

28、抗原七、超抗原(super antigen, SAg)(super antigen, SAg)超抗原：是一类不需经过抗原递呈细胞的加超抗原：是一类不需经过抗原递呈细胞的加工与递呈，只需极低浓度就能直接激活多数工与递呈，只需极低浓度就能直接激活多数T T细胞，产生很强免疫应答效应的抗原。细胞，产生很强免疫应答效应的抗原。免疫系统在对免疫系统在对TDTD抗原反应时，大多数的抗原抗原反应时，大多数的抗原只能被少数只能被少数T T细胞克隆细胞克隆(1/10(1/104 4-10-105 5) )识别并激识别并激活免疫反应。但有一些抗原可多克隆的激活活免疫反应。但有一些抗原可多克隆的激活T T细胞细胞(

29、25%)(25%)，这类抗原称为超抗原。，这类抗原称为超抗原。超抗原超抗原 TCRV b抗原肽抗原肽MHC-II a T T 细胞细胞APCAPC超抗原（超抗原（SAgSAg）能同时与能同时与MHCMHC分子及分子及TCRTCR多肽结合，从而多肽结合，从而激活多克隆激活多克隆T T细胞的细胞的蛋白质大分子。蛋白质大分子。超抗原能与超抗原能与MHC-IIMHC-II分子及分子及TCRbTCRb链结合，链结合，从而造成从而造成T T细胞的细胞的非特异性非特异性活化。活化。-S-S-VaCaVbCb TCR-abab胞膜胞膜胞浆胞浆糖基 MHC-IIcontains two non-covalent

30、ly associated polypeptide chains超抗原能与超抗原能与MHC-MHC-分子的分子的a1a1和和TCRVbTCRVb链结构域链结构域结合，从而直接激活某些结合，从而直接激活某些TCRVbTCRVb亚型的亚型的T T细胞。细胞。外来抗原进入体内后可能产生的结果外来抗原进入体内后可能产生的结果1.1.无应答无应答 抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态2.2.抗原特异性体液和细胞免疫应答（正应答）抗原特异性体液和细胞免疫应答（正应答） 宿主此后的一段时间里对该抗原处于免疫状态宿主此后的一段时间里对该抗原处于免疫状态3.3.超敏反应超敏反应 抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或损伤抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或损伤4.4.诱导免疫耐受（负应答）诱导免疫耐受（负应答） 宿主在此后的一段时间里对该抗原处于无反应状态宿主在此后的一段时间里对该抗原处于无反应状态