感染与免疫 1 第十章 抗原 2 你了解这些疾病吗 3 v自身免疫病 自身抗原引起 检测血清中的自身抗体 Ab v过敏反应 通过皮试 检测 前臂内侧注射过敏原 4 问题 v1 抗原的概念 v2 抗原的两个基本特性 v3 半抗原与完全抗原的区别 v4 自身物质能引起免疫反应吗 v5 抗原特异性的分子结构基础是什么 其概念是怎样的 5 概 念 v抗原 antigen Ag 是指所有能激活和诱导 免疫应答的物质 通常指能被T B细胞表面的BCR 或TCR 识别及结合 促使其增殖 分化 产生抗体或 致敏 T 淋巴细胞 并与之结合 进而发挥 适应性免疫应答效应的物质 多为蛋白质 也包括多糖 脂类和核酸 6 抗原 Ag 结合并激活 T细胞 记忆T细胞致敏T细胞 结合B细胞 诱生抗体 记忆B细胞 活化的B细胞 抗体 7 抗原的基本特性 1 免疫原性 immunogenicity 指能刺激机体产生免疫应答 诱生抗体或致敏 淋巴细胞的特性 2 抗原性 antigenicity 指抗原与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性 结合的特性 8 免疫原性 immunogenicity Immunogenicity is the ability to induce a humoral and or cell mediated immune response including induce production of antibody and effector lymphocytes 刺激机体发生免疫应答 诱生抗体及效应 淋巴细胞 活化的B细胞 抗体 致敏淋巴细胞 9 抗原性 antigenicity Antigenicity is the ability to combine specifically with the final products of the above responses antibody and or cell surface receptors 与抗体或效应 T淋巴 细胞特异性结合 10 v完全抗原 complete antigen 同时具有免疫 原性和免疫反应性的物质 简称抗原 如各种微生物及大多数蛋白质 v半抗原 hapten 又称不完全抗原 只具有 免疫反应性的物质 如小分子化合物及药物等 v 载体 carrier 使半抗原变成完全抗原的 物质 通常是大分子的蛋白质 11 半抗原 小分子 免疫应答 immune response 载体 carrier 半抗原 载体 完全抗原 载体 carrier 赋予 半抗原免疫原性的 大分子物质 12 举例 13 14 免疫 反应性 免疫 反应性 15 v变应原 allergen 可引起变态反应的抗原 v耐受原 tolerogen 在某些情况下 可 诱导机体产生免疫耐受的抗原 16 第一节 影响抗原免疫原性的因素 一 抗原自身性质 1 化学性质 多为大分子的蛋白质 2 分子量 分子量一般在10kDa以上 3 结构的复杂性 尤其是芳香族氨基酸 4 分子构象 抗原分子的空间构象 5 易接近性 指抗原表位能被抗原受体接近的程 6 物理状态 聚合状态的抗原免疫原性强 17 抗原的理化性质 chemical and physical nature of antigens 化学性质 chemical nature 糖蛋白 脂蛋白 多糖 脂多糖 活化的淋巴细胞中的DNA 染色体 组蛋白 自身抗DNA 组蛋白抗体 抗核抗体 自身免疫病 18 大分子量 10kD 100kD 100kD 直链氨基酸加苯环氨基酸 2 酪氨酸 稳定性差 免疫原性很弱 免疫原性大大增强 20 物理性状 v聚合状态的蛋白质 单体蛋白质 v颗粒性抗原 可溶性抗原 v一些免疫原性较弱的物质依附在大颗粒物质表面 可增强其免疫原性 21 22 二 宿主因素 v遗传因素 MHC v年龄 性别与健康状态 v抗原的剂量 进入途径 23 抗原进入机体的方式 24 v免疫效果 皮内 皮下注射 肌肉注射 静脉注射 v口服免疫容易诱导免疫耐受 25 第二节 抗原的异物性与特异性 v抗原具有异物性和特异性 v抗原特异性的物质基础 抗原表位 26 抗原的异物性 v 非己物质是异物 通常抗原与机体之间的亲缘 关系越远 组织结构差异越大 其免疫原性越强 v 同种异体是异物 也有免疫原性 如同种异体 移植物 v 自身成分在胚胎期未与免疫活性细胞 即T和B 细胞 充分接触过的物质 也具有免疫原性 27 是指一种物质被机体免疫系统识别为非己抗原 异物的特性 特指外源性抗原 抗原的异物性 28 特异性 一 抗原表位 epitope v又称抗原决定基 antigenic determinant 是抗原分子中决定免疫应答特异性的特殊化学 基团 是抗原与T B细胞抗原受体 TCR BCR 或抗体特异性结合的最小结构与功能单位 通常由5 15个氨基酸残基或5 7个单糖或 核苷酸残基组成 29 抗原结合价 antigenic valence v天然蛋白大分子通常为多价抗原 含多种 多个 抗原表位 可诱导机体产生含多种特异性抗体的 多克隆抗体 v一个半抗原相当于一个抗原表位 30 一个抗原分子上能与相应抗体结合的 表位的数目 抗原结合价 antigenic valence 31 多价抗 原 32 抗原表位的类别 v顺序表位 又称线性表位 v构象表位 又称非线性表位 vT细胞表位 是由T细胞识别的经抗原提呈细胞 加工提呈的线性表位 vB细胞表位 直接由B细胞识别的位于抗原分子 表面的线性或构象表位 33 T细胞表位 T细胞仅可识别由APC加工后与MHC分 子结合为复合物并表达于APC表面的线性表位 分为 CD8 T细胞识别的表位 8 10个氨基酸 CD4 T细胞识别的表位 13 17个氨基酸 B细胞表位 由BCR或者由B细胞分泌抗体识别的表 位 多为抗原分子表面的构象表位 少为线性表位 无需APC加工和提呈 在免疫应答中 TCR和BCR 所识别的抗原表位不同 分别称为T细胞表位和B细胞表位 34 35 36 3 半抗原 载体作效应 在人工抗原中 表位 半抗原 为简单的 有机化学分子 与蛋白质载体偶联后 才可诱导 抗半抗原抗体 在免疫应答中 B细胞识别半抗原 B细胞 表位 并提呈载体表位给CD4 T细胞 Th细胞 识别载体表位 即以载体 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 37 4 共同抗原表位和交叉反应 不同的抗原之间可以存在有相同或相似的抗原 表位 称为共同抗原表位 common epitope 抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表位的 不同抗原的反应 称为交叉反应 cross reaction 38 抗体对具有相同或相似决定基的不同抗原的反应 称为交叉反应 cross reaction 39 牛痘疫苗 VACCINE 天花病毒 Bm细胞 40 第三节 抗原的种类 一 根据诱生抗体时需否Th细胞参与分类 v 胸腺依赖抗原 thymus dependent antigen TD Ag v 胸腺非依赖抗原 thymus independent antigen TI Ag 41 v胸腺依赖抗原 TD Ag 刺激B细胞产生抗体时依赖于T细胞辅助 故又称T细胞依赖抗原 多为蛋白质 42 v胸腺非依赖抗原 TI Ag 可直接刺激B细胞产生抗体 无需T细胞的辅 助 又称T细胞非依赖抗原 如细菌脂多糖等 43 胸腺依赖抗原 TD Ag 由B表位和T表位组成 需要T细胞辅助才能激活B细胞 产生抗体 绝大多数的蛋白质抗原为TD抗原 在结构上 这些抗原的特征为有许多不同的抗原决定基 但拷贝数很少 单独不足以激活B细胞 44 胸腺非依赖抗原 TI Ag 相同的抗原决定基重复多次 45 二 根据抗原与机体的亲源关系分类 1 异种抗原 xenogenic Ag 指来自另一物种 的抗原性物质 如病原微生物及其产物 抗毒素 免疫后马血清 对人具有二重性 a 异种蛋白质抗原 可导致超敏反应 b 作为抗体 中和相应外毒素 46 几种毒素的概念 v内毒素 endotoxin G 菌的LPS 脂多糖 v外毒素 exotoxin G 菌产生的毒性蛋白质 v类毒素 toxoid 经0 3 0 4 甲醛脱去毒性 仍保留免疫原性的外毒素 可用于预防疾病 v抗毒素 antitoxin 动物 马 针对细菌外毒素产生的抗体 可用于临床 治疗或紧急预防 如破伤风抗毒素 47 举 例 48 2 同种异型抗原 allogenic Ag 指同一种属不同个体之间所存在的抗原 常见的人类同种异型抗原有 1 血型抗原 2 主要组织相容性抗原 HLA 49 人ABO血型系统 50 Rh血型系统 v 恒河猴 Macacus rhesus RBC 家兔 抗恒河猴RBC抗体 人类RBC 凝集反应 人类RBC 恒河猴RBC 共同存在D抗原 Rh 51 3 异嗜性抗原 heterophilic antigen Forssman抗原 实际上是指一类与种属无关的 存在于人 动物 植物和微生物之间的共同抗原 v如 溶血性链球菌 肾小球肾炎或心肌炎 52 举例 53 4 自身抗原 autoantigen 在感染 外伤 服用某些药物等影响下 使隔离 抗原释放 或改变和修饰了自身组织的抗原结构 诱发对自身抗原的应答 54 5 独特型抗原 idiotypic antigen v自身免疫原 vTCR BCR 或Ig的V区所具有的独特的氨基酸 顺序和空间构象 称为独特型 idiotype Id 抗原 v可诱导自体产生相应的特异性抗体 AId v因此能以Ab1 Ab2 Ab3 Ab 的形式进行 下去 形成免疫网络 丹麦Jerne 55 三 根据抗原是否在抗原提呈细胞内 合成分类 v内源性抗原 endogenous antigen 指在抗原提呈细胞内新合成的抗原 如病毒 抗原 肿瘤抗原等 v外源性抗原 exogenous antigen 指并非由抗原提呈细胞合成 来源于细胞 外的抗原 如吞噬的细胞或细菌等 参见第17章 56 57 四 其他分类 v天然抗原和人工抗原 v颗粒性抗原和可溶性抗原 v蛋白质抗原 多糖抗原和多肽抗原 v移植抗原 肿瘤抗原 v变应原 过敏原和耐受原 58 第四节 非特异性免疫刺激剂 一 超抗原 某些抗原物质 只需要极低浓度 1 10ng ml 即可激活2 20 某些亚型的T细胞克隆 产生 极强的免疫应答 但又不同丝裂原的作用 这类 抗原称之为超抗原 superantigen SAg 59 60 特点普通抗原超抗原 物质属性蛋白质 多糖细菌外毒素 逆转录病 毒蛋白 应答特点须被APC处理无须被处理 然后被T细胞识别直接刺激T细胞 反应细胞B细胞 T细胞CD4 T细胞 T细胞反应频率l 106 1 1041 20 1 5 与MHC II分子结合部位肽结合沟非多态区 与TCR结合部位 链V J区 链V D J区 链V区 MHC限制性十 APC存在十十 61 分类 v外源性超抗原 如金黄色葡萄球菌肠毒素 v内源性超抗原 如小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白 人类 免疫缺陷病毒gp120 62 63 v功能 v食物中毒反应 v自身免疫病 vAIDS v肿瘤发生 64 佐剂 adjuvant 属非特异性免疫增强剂 当 其与抗原一起注射或预先注入机体时 可增强 机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答的类型 二 免疫佐剂 65 v种类 v生物佐剂 卡介苗 短小棒状杆菌 脂多糖等 v无机佐剂 氢氧化铝 矿物油等 v目前动物实验中最常用的是弗氏完全佐剂和 弗氏不完全佐剂 66 v作用机制 1 改变抗原物理性状 2 增强单核 巨噬细胞对抗原的提呈能力 3 刺激淋巴细胞的增殖分化 67 三 丝裂原 mitogen 非特异的淋巴细胞多克隆激活剂 可与淋巴 细胞表面受体结合 刺激静止淋巴细胞转化为 淋巴母细胞和进行有丝分裂 v常见的激活T和B细胞的丝裂原有 刀豆蛋白 ConA 植物血凝素 PHA 美洲商陆 PWM 细菌脂多糖 LPS 等 68 思考题 v