1、抗 原,周 艳 艾滋病疫苗国家工程实验室,免疫系统的功能,一、免疫的定义 免疫（Immunity） 指生物机体识别自身和非自身物质，对自身物质形成天然免疫耐受，对非自身物质产生清除作用的一种生理学反应. 二、功能 1、免疫防御 2、自身稳定 3、免疫监视,1、 免疫防御： 为机体清除异己物质的一种免疫保护功能。 免疫缺陷症：指机体免疫系统由于先天性发育不良或后天遭受损伤所致的免疫功能降低或缺乏的系统综合症。,正常：抗感染（消灭病原生物、中和毒素）,异常： （过高）变态反应(超敏反应) （过低）免疫缺陷症,2、自身稳定 机体免疫系统维持内环境相对稳定的一种生理 功能。 自身免疫病：自身抗体或自身
2、致敏淋巴细胞攻击自身正常细胞和组织，使其产生的病理性改变或功能障碍。,正常：消除体内衰老的和被破坏的细胞,异常：（过高）自身免疫病,3、免疫监视 机体免疫系统识别、清除体内突变、畸形的细 胞和病毒感染细胞的一种生理保护作用。,正常： 识别和消除突变细胞,异常： （过低）恶性肿瘤、持续感染,免疫学的基本内容,抗原：免疫反应的诱导剂,抗原的概念,抗原是一类能刺激机体免疫系统产生抗体 和/或致敏淋巴细胞，并能与相应抗体或致 敏淋巴细胞在体内外发生特异性结合而出 现反应的物质。 被免疫系统识别为非己的物质,1. 免疫原性: 免疫原性（immunogenecity）是指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答（
3、产生特异性抗体及免疫效应细胞）的性质。,Ag,抗体,免疫原性示意图,抗原的两种特性,2. 抗原性 抗原性（antigenicity）又称免疫反应性，是指抗原分子与免疫应答产物（抗体或免疫效应细胞）发生特异性结合的性质。,抗原性（免疫反应性）示意图,抗体,抗原的两种特性,完全抗原: 完全抗原（complete antigen) 具有免疫原性和抗原性的物质。 半抗原: 半抗原（hapten，又称不完全抗原 incomplete antigen ）无免疫原性，只有抗原性的物质。 载体:载体（carrier）赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。 半抗原 + 蛋白质（载体） 完全抗原。,完全抗原与半抗原,半抗
4、原,+,载体,抗体,完全抗原,半抗原载体效应示意图,LOGO,抗原种类 免疫原性 反应原性 完全抗原 + + 半抗原 - + 半抗原-载体 + +,抗原性能比较,一、异物性 异物性是指组织间差异的程度 异物性越强，抗原性越强 指化学结构与机体正常的自身成分不同或机体免疫细胞从未接触过的物质。 1. 异种物质：病原微生物、动物蛋白 种系关系相差越远，免疫原性越强。 2.同种异体物质：人类ABO血型抗原，MHC抗原 3.自身物质：自身物质变性，隐蔽的自身物质 （如：精子、眼晶体蛋白、脑组织）,决定抗原免疫原性的物质基础,LOGO,二、抗原自身的化学基础 1、分子大小 一般分子越大，抗原的免疫原性越
5、强 强抗原： MW 10KD； 弱抗原: MW介于5KD-10KD之间 无抗原性: MW5KD -分子量越大，结构越稳定，越不易清除 -分子量越大，表面抗原决定簇越多 。,LOGO,2、化学性质 大分子蛋白质一般具有很好的免疫原性，含芳香族氨基酸，酪氨酸，色氨酸，苯丙氨酸 多数蛋白-20种aa-强抗原 多糖-最多5种单糖-弱抗原 核酸-仅4种核苷酸-弱抗原 3、化学结构 结构决定了其易接近性,LOGO,三、其他因素： 1、物理性状： 聚合状态单体状态 颗粒性抗原可溶性抗原 2、抗原进入途径： 淋巴结皮内、皮下注射肌肉注射腹腔注射口服 3、宿主自身机体因素： 遗传因素（主要是MHC分子）、年龄、
6、生理状态、个体差异等。 4、佐剂的使用,表现在免疫原性：指某一抗原分子只能诱导相应淋巴细胞发生专一应答； 表现在反应原性：指某一抗原分子只能与相应抗体或淋巴细胞发生专一结合 抗原的特异性的物质基础：抗原决定簇 抗原表位的性质、数目、位置、空间排列和立体构象决定着抗原-抗体反应的高度特异性。,抗原的特异性,抗原决定簇 （antigenic determinant ）,指位于抗原分子表面、决定抗原特异性的特定化学基团，它是决定抗原抗体反应呈现高度特异性的物质基础。 又称表位（epitope ）。 抗原分子表面能与抗体结合的决定簇总数称为抗原结合价。 半抗原 - 一价 完全抗原（天然抗原）- 多价抗
7、原,抗原决定簇的分类,一、线性和构象决定簇 1、线性决定簇：序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。 2、构象决定簇：由空间构象形成的决定簇，序列上不连续。 二、T细胞和B细胞决定簇 结构、性质、大小、位置、识别受体、MHC限制性都不同,半抗原-载体效应,载体决定簇：即T细胞决定簇。 半抗原决定簇：即B细胞决定簇。 半抗原与蛋白质载体偶联后可诱导出抗半抗原抗体。 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， CD4+T细胞识别载体表位后， 即以载体表位将T、B连接起来，T细胞才能激活 B细胞， 这种效应称为载体效应。,共同表位与交叉反应,1.共同表位：共同表位（c
8、ommon epitope）指不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位。 2.交叉反应：交叉反应（cross-reaction）指抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表位的不同抗原均具有的反应（交叉结合）。,抗原的分类,一、根据抗原性能 1. 完全抗原 2. 半抗原 二、根据抗原刺激机体产生免疫应答是否需要Th细胞辅助 1. 胸腺依赖性抗原（thymus-dependent antigen, TD-Ag）如，多数蛋白质抗原。 2. 胸腺非依赖性抗原（thymus-independent antigen, TI- Ag）如，细菌脂多糖，聚合鞭毛素。,LOGO,TD-Ag,TI-Ag,1.TI抗原可分
9、为两类： TI-1抗原（LPS，聚合鞭毛）：除了与BCR交联外，可与丝裂原受体结合，二者有协同作用，可以在没有 T细胞和巨噬细胞辅助情况下激活B细胞。 TI-2抗原：（肺炎球菌夹膜多糖）表面有适当间隔、高度重复的B细胞表位，能够造成BCR交联，使B细胞活化。,LOGO,BCR识别并结合抗原，抗原-抗体复合物内化，抗原肽被MHCII类分子提呈给TCR。活化的T细胞表达CD40L与B细胞表面的CD40结合，活化B细胞，并分泌多种细胞因此，诱导活化B细胞的分化和抗体的产生。,LOGO,TD-Ag TI-Ag 抗原性质 蛋白质 多糖、脂多糖 产生抗体 IgM；IgG等 IgM 免疫记忆 可产生 不产生
10、 诱导细胞免疫 有 无,三、根据与人体的亲缘关系 1、异种抗原 异种抗原（xenogenic Ag）主要指病原微生物。 例如：病原微生物、植物蛋白、动物血清、移植器 官等。 2、同种异型抗原 同种异型抗原（allogenic Ag）主要包括血型抗原、主要组织相容性抗原以及次要组织相容性抗原等。 a、人类血型抗原,（1） ABO（H）血型系统：人类ABO（H）血型系统可分为A、B、AB和O四种类型。,根据与人体的亲缘关系同种异型抗原,（2）Rh血型系统 Rh（Rhesus monkeys），意为恒河猴血型系统，是人类的一种血型系统，有阴性与阳性之分。,根据与人体的亲缘关系同种异型抗原,b、主要组
11、织相容性抗原 主要指MHC类分子和类分子。,MHC类分子和类分子模式图,根据与人体的亲缘关系同种异型抗原,MHCI类抗原：广泛表达于体内各种有核细胞及血小板、网织红细胞表面但成熟红细胞、滋养层细胞核神经细胞不表达。 MHCII类抗原：主要表达在B细胞、单核巨噬细胞、树突细胞等抗原呈递细胞，活化的T细胞表面，内皮细胞核某些组织的上皮细胞。 I 类抗原提呈内源性抗原，肿瘤抗原，病毒抗原，由机体组织细胞自己产生，来源于机体自己合成的蛋白质。如果细胞没有核不能进行有丝分裂，不可能变成肿瘤细胞，不用表达I类分子。 而滋养层细胞，主要存在于胎盘，介导母胎耐受。 保护神经系统。 II 类抗原，提呈外源抗原，
12、表达于抗原提呈细胞。,3、自身抗原 隐蔽抗原的释放，或改变和修饰了自身组织细胞等。 4、异嗜性抗原 异嗜性抗原（heterophile antigen）是指一类与种属特异性无关，存在于人、动物、植物及微生物组织之间的共同抗原。因Forssman首先发现这种抗原，故亦称为Forssman抗原。,根据与人体的亲缘关系,LOGO,42,溶血性链球菌 肾小球基底膜 溶血性链球菌 心肌 大肠杆菌O14型 结肠粘膜,共同抗原 急性肾小球肾炎,共同抗原 风湿病,共同抗原 溃疡性结肠炎,5、独特型抗原 Ig的V区、B细胞抗原识别受体（BCR）和T细胞抗原识别受体（TCR）所具有的独特的氨基酸顺序和空间构象，构
13、成不同的表位，这些表位称为独特型（idiotype，Id），Id可诱导自身产生相应的抗体称抗独特型抗体。由于Id 由抗体的生物学作用转变为抗原特性，亦称独特型抗原（idiotypic antigen） 。 作用：调节免疫应答,根据与人体的亲缘关系,四、其他分类 1、产生方式不同 a.天然抗原 b.人工合成抗原 2、物理性状的不同 a.颗粒性抗原 b.可溶性抗原,3、化学性质不同 a.蛋白质抗原 b.多糖抗原 c.多肽抗原 4、诱导免疫应答的作用 a.移植抗原 b.肿瘤抗原 c.变应原 d.过敏原及耐受原,其他分类,1、概念 可激活很高数量T细胞的某些细菌或病毒产物称作超抗原（superanti
14、gen, SAg） 。,超抗原,2、SAg的作用特点 具有强激活T细胞（CD4+T细胞）作用，可刺激 T细胞总数的520%。 b. 抗原无需处理，直接与MHC-II类分子和TCR-V 结合。 c. 无MHC限制性，同MHC-II类分子结合，增加TCR 与SAg的亲和力。,在体外实验中，能与T、B细胞表面的相应受体结合，刺激静止的淋巴细胞转化为淋巴母细胞，表现出体积增大，胞浆增多，DNA合成增加或有丝分裂变化的物质称有丝分裂原（mitogen） 。,丝裂原,免疫佐剂,1、定义 佐剂（adjuvant ）一类非特异性免疫增强剂，先于抗原或与抗原一起注入机体，可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答
15、类型。 2、应用 a.能增强弱免疫原性物质的免疫原性，常用于增强一些小分子疫苗的免疫原性。 b.可使剂量不足的免疫原产生有效的免疫应答（如免疫制备抗体等）。,3、作用机制 佐剂增强免疫应答的机制是通过改变抗原的物理形状，延长抗原在机体内保留时间；刺激单核吞噬细胞对抗原的递呈能力；刺激淋巴细胞分化，增加扩大免疫应答能力。,5、佐剂种类 a. 油性乳剂 弗氏佐剂（Freund adjuvant） b. 无机化合物：氢氧化铝 c. 微生物及其产物：卡介苗、短小棒状杆菌、脂多糖 d. 脂质体 e.免疫刺激复合物（ISCOM）荷载肽或蛋白质抗原的脂类载体复合物 f. 细胞因子,LOGO,抗原 免疫原性、抗原性 完全抗原、半抗原、载体 抗原表位 免疫原性影响因素 TD-Ag、TI-Ag 同种异型抗原、异嗜性抗原 超抗原、免疫佐剂,小结,1.解释下列名词 抗原，免疫原性，抗原性，抗原决定簇，异嗜性抗原。 2. 完全抗原和半抗原的区别。 3. 决定抗原特异性的物质基础。 4. 影响抗原免疫应答的主要因素。 5. TD-Ag和TI-Ag的区别。 6. 根据与人体亲缘关系分类的主要抗原。 7. 超抗原的特点。,思考题,
