富富 宁宁 基础医学院基础医学院 免疫学教研室免疫学教研室 2011.092011.091一一.抗原的概念与基本性质抗原的概念与基本性质二二.决定免疫原性的条件决定免疫原性的条件三三.抗原特异性与交叉抗原抗原特异性与交叉抗原四四.抗原的分类及医学上的重要抗原抗原的分类及医学上的重要抗原五五.佐剂与超抗原佐剂与超抗原六六.抗原研究在医学实践中的应用抗原研究在医学实践中的应用相关基础知识复习相关基础知识复习第一部分第一部分2 抗抗原原(antigen, (antigen, Ag) Ag) 是是引引起起特特异异性性免免疫疫应应答答的的物质物质. . 抗抗原原是是能能够够刺刺激激机机体体产产生生免免疫疫应应答答物物质质，即即抗抗体和致敏淋巴细胞，体和致敏淋巴细胞，并能与之特异性结合的物质并能与之特异性结合的物质. .一一. . 抗原的概念与基本性质抗原的概念与基本性质1. . 抗原的概念抗原的概念3免免疫疫原原性性 ( (immunogenicityimmunogenicity) )能能够够刺刺激激机机体体产产生生抗抗体体和和效应效应T T淋巴细胞淋巴细胞; ;抗抗 原原 性性 ( (antigenicityantigenicity), ), 也也 称称 为为 反反 应应 原原 性性reactogenicityreactogenicity 或或为为免免疫疫反反应应性性 - - 能能与与所所产产生生的的抗抗体和效应淋巴细胞特异性结合体和效应淋巴细胞特异性结合. .2. 2. 两个基本性质两个基本性质3. 3. 完全抗原与半抗原完全抗原与半抗原具备上述两种基本性质的物质称为具备上述两种基本性质的物质称为完全抗原完全抗原. .只具备免疫反应性而不具备免疫原性的物质称为只具备免疫反应性而不具备免疫原性的物质称为半抗原半抗原hapten 例如一些小分子药物、化合物 半抗原半抗原与适当的载体结合即可成为完全抗原与适当的载体结合即可成为完全抗原. .4决定免疫原性的条件是什么？决定免疫原性的条件是什么？哪些物质可成为抗原？哪些物质可成为抗原？53. 3. 异物性异物性 其经典含义是指非机体自身物质的属性其经典含义是指非机体自身物质的属性. . 现定义为在现定义为在胚胎期未与免疫活性细胞充分接触过的物质胚胎期未与免疫活性细胞充分接触过的物质. . 亲缘关系或种属关系越远，免疫原性越强亲缘关系或种属关系越远，免疫原性越强 . . 二二. . 决定免疫原性的条件决定免疫原性的条件 1. 1. 分子的大小分子的大小 抗原的分子量一般为抗原的分子量一般为10KD 10KD 2. 2. 复杂的化学组成与特殊的化学基团复杂的化学组成与特殊的化学基团 (一一)基本条件基本条件 4. 4. 适当的进入途径适当的进入途径 一般情况下一般情况下, , 抗原物质需从非经口途径抗原物质需从非经口途径进入机体进入机体. . 其由强及弱的规律为：其由强及弱的规律为：皮内皮内 皮下皮下 肌肉肌肉 腹腔腹腔( (仅仅限于动物限于动物)静脉静脉6 (二二) 影响免疫原性的其它因素影响免疫原性的其它因素1.1.化学基团的分子易近性化学基团的分子易近性(accessibility)(accessibility) 即抗原决定基即抗原决定基可否被淋巴细胞的抗原受体所接近可否被淋巴细胞的抗原受体所接近, , 72. 2. 抗抗原原物物质质的的物物理理性性状状 颗颗粒粒抗抗原原的的免免疫疫原原性性强强于可溶性抗原于可溶性抗原; ; 多聚体的免疫原性强于单体多聚体的免疫原性强于单体. . 3. 3. 佐剂佐剂 佐剂可有效增强抗原物质的免疫原性佐剂可有效增强抗原物质的免疫原性. 4. 4. 机机体体遗遗传传因因素素 即即动动物物或或人人对对抗抗原原应应答答的的能能力力受遗传因素的控制受遗传因素的控制. . 8 某某一一抗抗原原只只能能刺刺激激机机体体产产生生特特定定的的抗抗体体或或致致敏敏淋淋巴巴细细胞胞,并只能并只能与这种特定的抗体或淋巴细胞结合与这种特定的抗体或淋巴细胞结合或相互作用或相互作用.1 1、 抗原特异性即诱导产生免疫应答物质及与其反应抗原特异性即诱导产生免疫应答物质及与其反应的的专一性。专一性。乙肝疫苗（抗原） 刺激机体产生抗乙肝病毒抗体抗乙肝病毒抗体 与乙肝病毒结合(而不与丙肝或甲肝病毒结合) A 抗原 抗A抗体 结结 合合三三. . 抗原特异性与交叉抗原抗原特异性与交叉抗原92.决定抗原特异性的结构基础决定抗原特异性的结构基础 抗原决定基抗原决定基 存在于抗原分子中存在于抗原分子中, , 决定抗原特异性的基本结决定抗原特异性的基本结构或化学基团称之为抗原决定基构或化学基团称之为抗原决定基(antigenic (antigenic determinant), determinant), 亦称为表位亦称为表位( (epitopeepitope) ), , 约约500500700A.700A. 通常通常5 51515个氨基酸残基，个氨基酸残基，5 57 7个多糖残基或个多糖残基或核苷酸可构成一个表位核苷酸可构成一个表位. . 103. 3. 抗原的价抗原的价 能够结合抗体能够结合抗体的的表位的数量表位的数量. . 天然抗原分天然抗原分子一般存在多子一般存在多个、多种表位个、多种表位, , 为多价抗原为多价抗原. .抗原分子表面能够与抗体结合的抗原分子表面能够与抗体结合的决定基数量。决定基数量。1112 苯苯 胺胺 邻位氨基苯甲酸邻位氨基苯甲酸 间位氨基苯甲酸间位氨基苯甲酸 对位氨基苯甲酸对位氨基苯甲酸载体苯胺载体苯胺载体邻位氨基苯甲酸载体邻位氨基苯甲酸载体间位氨基苯甲酸载体间位氨基苯甲酸载体对位氨基苯甲酸载体对位氨基苯甲酸针对下列物质针对下列物质 的抗血清的抗血清半抗原半抗原化学基团（化学基团（COOH）的位置对半抗原）的位置对半抗原-抗体反应特异性的影响抗体反应特异性的影响111314 抗原特异性是由抗原表位的性质、位抗原特异性是由抗原表位的性质、位置及空间构象所决定置及空间构象所决定. .15 抗原连续性表位与非连续性表位抗原连续性表位与非连续性表位16 T T细胞和细胞和B B细胞抗原识别表位的特性的比较细胞抗原识别表位的特性的比较 T T细胞识别表位细胞识别表位 B B细胞识别表位细胞识别表位表位受体表位受体 TCR BCRTCR BCRMHCMHC分子分子 必需必需 不需不需表位性质表位性质 主要是线性肽主要是线性肽 天然多肽、多糖、脂天然多肽、多糖、脂 多糖、有机化合物多糖、有机化合物表位大小表位大小 8-128-12氨基酸氨基酸(CD8+T)(CD8+T) 5-15 5-15氨基酸、氨基酸、5-75-7单糖单糖 12-1712-17氨基酸氨基酸(CD4+T) (CD4+T) 或或5-75-7个核苷酸个核苷酸表位类型表位类型 线性表位线性表位 构象表位、线性表位构象表位、线性表位表位位置表位位置 抗原分子任意部位抗原分子任意部位 抗原分子表面抗原分子表面 17 抗原表位决定抗原特异性抗原表位决定抗原特异性, ,也决定免疫也决定免疫应答的类型应答的类型. . 18 ( (二二) ) 交叉抗原的存在及意义交叉抗原的存在及意义交叉抗原交叉抗原: : 某某一一抗抗原原不不但但与与其其诱诱导导产产生生的的抗抗体体或或致致敏敏淋淋巴巴细细胞胞结结合合或或相相互互作作用用，还还可可与与其其它它抗抗原原诱诱导导的的抗抗体体或或致致敏敏淋淋巴巴细细胞作用。胞作用。 交叉反应交叉反应: : 由由交交叉叉抗抗原原引引起起的的或或与与其其它它抗抗体体及及致致敏敏淋淋巴巴细细胞胞结结合合或相互作用的反应。或相互作用的反应。 A抗原抗原抗抗A抗体抗体抗抗B抗体抗体19抗原异质性抗原异质性 即抗原物质的均即抗原物质的均一性一性,同一分子表同一分子表可存在不同的表位可存在不同的表位.共同表位共同表位即不同的抗原上即不同的抗原上存在的相同或相似存在的相同或相似的抗原决定基的抗原决定基.交叉抗原存在的基础交叉抗原存在的基础20 交叉抗原的意义交叉抗原的意义 (1) (1) 诱发自身免疫病诱发自身免疫病; ; (2) (2) 诊断诊断; ; (3) (3) 治疗治疗. . (4 (4）预防）预防: : 寻找共同抗原研发疫苗寻找共同抗原研发疫苗 (5) (5) 研发免疫学检测体系：研发免疫学检测体系：good or bad? good or bad? 与人体成份起交叉反应的与人体成份起交叉反应的A组溶血性组溶血性链球菌成份链球菌成份21感染因子与人体蛋白之间的分子模拟感染因子与人体蛋白之间的分子模拟22GlycanarraysleadtothediscoveryofautoimmunogenicactivityofSARS-CoVDenongWang1andJiahaiLuPhysiol. Genomics18:245-248,2004.用灭活用灭活SARS-Cov疫苗免疫产生的中和抗体，以疫苗免疫产生的中和抗体，以Glycanarray检测，发现：检测，发现：自身抗体存在于抗自身抗体存在于抗SARS的中和抗体中；的中和抗体中；自身反应性针对血清粘蛋白中高丰度的复合糖自身反应性针对血清粘蛋白中高丰度的复合糖comlexcarbohydrate凝集素凝集素LectinPHA-L可作为检测上述复合糖的探针，可可作为检测上述复合糖的探针，可特异性地使特异性地使SARS-CoV感染细胞着色。感染细胞着色。23Fig.1.Glycanarraystocharacterizeantibodyprofilesofvaccinatedanimals(AandB)andtoscanforasialo-orosomucoid(ASOR)-specificimmunologicalprobe(A)horseanti-Pn18antiserum(B)anti-SARSneutralizingantibodies.Fig.2.LectinPHA-LspecificallystainsSARS-CoV-infectedcells.AandC:noninfectedVerocells.BandDF:SARS-CoVinfectedVerocells.GlycanarraysleadtothediscoveryofautoimmunogenicactivityofSARS-CoVDenongWangandJiahaiLuPhysiol. Genomics18:245-248,2004.24HaiyanXiaoetal.BCMD.44(2010)127-132交叉抗原给免疫学诊交叉抗原给免疫学诊断带来的困难断带来的困难血红蛋白血红蛋白deltadelta链特异性单抗的制备链特异性单抗的制备25四四. .抗原的分类与医学上的重要抗抗原的分类与医学上的重要抗原原1 1根据对根据对T T细胞的依赖分类细胞的依赖分类： T T细胞依赖抗原细胞依赖抗原（TDTD抗原抗原），亦称胸腺依赖抗原），亦称胸腺依赖抗原 绝大多数蛋白及细胞抗原属于绝大多数蛋白及细胞抗原属于TDTD抗原抗原. . 非非T T细细胞胞依依赖赖抗抗原原（TITI抗抗原原) )，亦亦称称胸胸腺腺非非依依赖赖抗抗原原. . 主要包括细菌多糖及脂多糖等主要包括细菌多糖及脂多糖等. .特点特点: : 在刺激产生抗体时在刺激产生抗体时 不不需需抗抗原原递递呈呈细细胞胞; ; 不不需需T T细细胞胞辅辅助助; ; 不不形形成成记记忆忆细细胞胞; ;不产生再次应答不产生再次应答. . TI抗原性质对研制疫苗构成困难抗原性质对研制疫苗构成困难26 异异种种抗抗原原: : 即即来来自自不不同同种种属属的的抗抗原原. . (1)(1)病病原原微微生生物物及及其其产产物物; ;(2)(2)植植物物蛋蛋白白;(3) ;(3) 动动物物来来源源的的抗抗血血清清;(4) ;(4) 异异种种器器官官移移植植抗原等。抗原等。 同同种种抗抗原原: : 亦亦称称同同种种抗抗原原或或同同种种异异体体抗抗原原。重重要要的的同同种种抗抗原原为为(1)(1)红红细细胞胞血血型型抗抗原原; ; (2)(2)主主要要组组织织相相容容性性抗抗原原即即MHCMHC;(3)Ig;(3)Ig亦为亦为同种抗原同种抗原. . 自自身身抗抗原原: : (1) (1) 隐隐蔽蔽抗抗原原或或隔隔离离抗抗原原的的释释放放; ; (2) (2) 改改变变或或修饰的自身抗原修饰的自身抗原.(3).(3)肿瘤抗原肿瘤抗原. . 异异嗜嗜性性抗抗原原: : 又又称称ForssmanForssman( (福福斯斯曼曼) )抗抗原原。是是一一类类与与种种属属无关的，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原。无关的，存在于人、动物及微生物之间的共同抗原。 2. 根据与机体的亲缘程度分类：根据与机体的亲缘程度分类：27 外源性抗原外源性抗原: : 来源于细胞外的抗原来源于细胞外的抗原, ,如被吞噬的细胞或细菌等如被吞噬的细胞或细菌等. . 经加工为抗原肽与经加工为抗原肽与MHC IIMHC II类分子形成复合物类分子形成复合物, , 由由CD4+TCD4+T细胞的细胞的TCRTCR识别识别. . 内内源源性性抗抗原原: : 细细胞胞内内合合成成的的抗抗原原, ,如如被被病病毒毒感感染染细细胞胞合合成成的的病病毒蛋白和肿瘤细胞内合成的蛋白等毒蛋白和肿瘤细胞内合成的蛋白等. . 经经加加工工为为抗抗原原肽肽并并与与MHC MHC I I类类分分子子形形成成复复合合物物, , 由由CD8+TCD8+T细胞的细胞的TCRTCR识别识别. . 3. 3. 外源性抗原与内源性抗原外源性抗原与内源性抗原284.其它分类其它分类(1) 完全抗原完全抗原 与与半抗原半抗原 多数天然蛋白质及多糖抗原均为完全抗原多数天然蛋白质及多糖抗原均为完全抗原. . (2)(2) 天然抗原天然抗原与与人工抗原人工抗原 29五五. . 佐剂佐剂 与超抗原与超抗原 佐剂佐剂AdjuvantAdjuvant （一）概念（一）概念 将其预先或与抗原一起注射给机体将其预先或与抗原一起注射给机体可增强可增强免疫应答免疫应答或改变应答的类型的物质或改变应答的类型的物质 可非特异性地增强细胞免疫与体液免疫可非特异性地增强细胞免疫与体液免疫30 （二）（二）佐剂的种类佐剂的种类1 1化合物化合物 包包括括氢氢氧氧化化铝铝、明明矾矾、矿矿物物油油及及吐吐温温8080、弗弗氏氏不不完完全全佐佐剂剂（羊羊毛毛脂脂与与石石蜡蜡油油的的混混合合物物）等等，人人工工合合成成的多聚肌苷酸：胞苷酸的多聚肌苷酸：胞苷酸(poly I:C)(poly I:C)，脂质体等。脂质体等。2 2生物制剂生物制剂 （1 1）经经处处理理或或改改造造细细菌菌及及其其代代谢谢产产物物。如如卡卡介介苗苗、短短小小棒棒状状杆杆菌菌、源源于于分分支支杆杆菌菌的的胞胞壁壁酰酰二二肽肽等等；细细菌菌非甲基化非甲基化CpGCpG DNA DNA 等；等； (2) (2) 细胞因子及热休克蛋白等细胞因子及热休克蛋白等 (3) (3) 药物佐剂药物佐剂31 (三三) 佐剂的作用机制佐剂的作用机制1 1 改改变变抗抗原原的的物物理理性性状状，延延缓缓其其降降解解和和排排除除 延延长长抗原在体内的滞留时间以更有效地刺激免疫系统。抗原在体内的滞留时间以更有效地刺激免疫系统。 2 2刺刺激激单单核核巨巨噬噬细细胞胞系系统统，增增强强其其对对抗抗原原的的处处理理和和递呈能力。递呈能力。 3 3刺激淋巴细胞的增殖与分化刺激淋巴细胞的增殖与分化。32 (四四) 佐剂的应用佐剂的应用1 1 增增强强特特异异性性免免疫疫应应答答 可可用用于于预预防防接接种种及及动物的抗血清制备。动物的抗血清制备。 2 2作作为为非非特特异异性性免免疫疫增增强强剂剂 可可用用于于抗抗肿肿瘤瘤与与抗感染的辅助治疗抗感染的辅助治疗331. APC1. APC佐剂佐剂 2. T2. T细胞佐剂：细胞佐剂： Th1Th1极化佐剂的研究极化佐剂的研究 3 3 粘膜佐剂粘膜佐剂 4 4 分子内佐剂分子内佐剂 5. 5. CpGCpG佐剂佐剂佐剂研究的新趋势佐剂研究的新趋势34ElianaLetal:InternationalImmunologyV12:1733-1740佐剂对过敏性与非过敏性抗体亚类产生的影响佐剂对过敏性与非过敏性抗体亚类产生的影响IgG1IgEIgG2a35概概念念: 在在极极低低浓浓度度下下(1-10ng/ml),与与普普通通抗抗原原（激激活活0.01-0.001%外外周周血血T细细胞胞）相相比比，可可激激活活更更多多（5-20%）T细细胞胞的抗原称为超抗原的抗原称为超抗原.分类: 外源性超抗原-金葡菌肠毒素，表皮剥脱毒素，关节炎支原体分裂原，小肠、结肠耶氏菌膜蛋白； 内源性超抗原-逆转录病毒蛋白 超抗原超抗原 Superantigen, Sag作作用用： Sag可可能能参参与与机机体体的的某某些些生生理理与与病病理理反反应应；与与中中毒毒性性休休克克、某某些些自自身身免免疫疫病病、AIDS等疾病状态有关等疾病状态有关.36五抗原研究在医学实践中的应用五抗原研究在医学实践中的应用1.1.免疫学检测诊断、辅助诊断、病情监测及预后判断免疫学检测诊断、辅助诊断、病情监测及预后判断 以以已已知知抗抗原原检检测测未未知知抗抗体体; ; 以以已已知知抗抗体体检检测测未未知知抗抗原原或或未知的抗原表位未知的抗原表位; ; (1) (1) 传染因子及其抗体的确定传染因子及其抗体的确定. . (2) (2) 检测过敏原检测过敏原 (3) (3) 输血配型及移植配型输血配型及移植配型 (4) (4) 肿瘤标志物的检测肿瘤标志物的检测 (5) (5) 可溶性细胞因子受体及可溶性黏附分子检测可溶性细胞因子受体及可溶性黏附分子检测 372. 2. 免疫预防疫苗的研制与应用免疫预防疫苗的研制与应用 (1)(1)常规疫苗常规疫苗: : 死疫苗死疫苗, , 减毒活疫苗减毒活疫苗, , 类毒类毒素等素等 (2) (2) 重组疫苗重组疫苗: : 重组蛋白疫苗与重组减毒活重组蛋白疫苗与重组减毒活疫苗、植物表达疫苗疫苗、植物表达疫苗 (3)(3)亚单位疫苗亚单位疫苗 (4)(4)合成肽疫苗合成肽疫苗 (5) (5) 抗独特型疫苗抗独特型疫苗 (6) DNA(6) DNA疫苗疫苗383 3基于抗原的免疫治疗基于抗原的免疫治疗- - 多在研究探索中多在研究探索中 (1)(1)感染性疾病的治疗感染性疾病的治疗: : 乙型肝炎治疗性疫苗乙型肝炎治疗性疫苗; ; (2) (2) 肿瘤治疗：疫苗，抗体靶向药物肿瘤治疗：疫苗，抗体靶向药物 (3)(3)治疗自身免疫病治疗自身免疫病: T: T细胞疫苗细胞疫苗. . (4) (4) 治疗过敏性疾病：治疗过敏性疾病：IgEIgE FcFc疫苗疫苗 (5)(5)戒毒疫苗戒毒疫苗: : 可卡因疫苗等可卡因疫苗等 (6)(6)抗孕疫苗抗孕疫苗394. 4. 科学研究科学研究 (1) (1) 研研制制能能够够用用于于临临床床或或科科研研的的抗抗原原制制剂剂, , 如如病病原原体体及及其其产物的抗原产物的抗原, , 合成抗原肽、肿瘤抗原及过敏原等。合成抗原肽、肿瘤抗原及过敏原等。 (2) (2) 发病机制探讨发病机制探讨, , 研制新的诊断与治疗方法；研制新的诊断与治疗方法； (3) (3) 筛选靶蛋白，研制抗体药物。筛选靶蛋白，研制抗体药物。 (4) (4) 新发现蛋白质的鉴定。新发现蛋白质的鉴定。40 免疫应答相关信号通路及信号分子的研究免疫应答相关信号通路及信号分子的研究41 抗原是刺激机体产生免疫应答的物质抗原是刺激机体产生免疫应答的物质, , 具免疫原性与免疫具免疫原性与免疫反应性反应性. . 决决定定某某种种物物质质能能否否成成为为抗抗原原，或或是是否否具具备备免免疫疫原原性性的的基基本本条件条件: : 大分子大分子, ,复杂的化学基团复杂的化学基团, , 异物性异物性, , 适当的途径适当的途径. . 抗原的特异性是由抗原表位的性质抗原的特异性是由抗原表位的性质, , 结构和数目所决定结构和数目所决定. . 交叉抗原是不同抗原分子上具有的共同或相似抗原表位。 抗原可用于预防、诊断、治疗与科研。抗原可用于预防、诊断、治疗与科研。 佐佐剂剂是是预预先先或或与与抗抗原原一一起起注注射射给给机机体体可可增增强强免免疫疫应应答答或或改改变应答的类型的物质变应答的类型的物质. . 小小 结结42抗原在实际应用中存在的问题是什么？抗原在实际应用中存在的问题是什么？如何去解决？如何去解决？43 对对一一些些危危害害严严重重的的传传染染因因子子尚尚无无有有效效的的有有效效的的疫疫苗苗（HIVHIV等）、诊断体系等；某些已有的疫苗等）、诊断体系等；某些已有的疫苗不能满足需要。不能满足需要。 肿肿瘤瘤抗抗原原研研究究的的步步履履艰艰难难限限制制了了肿肿瘤瘤的的免免疫疫学学诊诊断断与与免免疫疫学治疗；学治疗； 自身抗原是自身免疫病机理研究中重要环节；自身抗原是自身免疫病机理研究中重要环节； 移植抗原的鉴定、配型及耐受原的研究；移植抗原的鉴定、配型及耐受原的研究； 抗原加工、识别机制尚有许多未知：抗原加工、识别机制尚有许多未知：MHCMHC、TCRTCR等等; ; 一些免疫学新技术难以从实验室进入临床或基层应用一些免疫学新技术难以从实验室进入临床或基层应用; ; 应用于人体的有效但新型免疫佐剂仍在研发中。应用于人体的有效但新型免疫佐剂仍在研发中。 抗原应用中存在的问题应用中存在的问题44病原体的逃逸现象及其机制病原体的逃逸现象及其机制.病原体藏匿与抗原屏蔽病原体藏匿与抗原屏蔽免疫赦免区；慢性病灶，牙斑；免疫赦免区；慢性病灶，牙斑；曼氏血吸虫可以宿主成份伪装以逃避宿主识别。曼氏血吸虫可以宿主成份伪装以逃避宿主识别。病原体抗原的改变病原体抗原的改变NatureReviewsMicrobiology7:333340,200945 抗原表达水平和免疫原性的改变抗原表达水平和免疫原性的改变（1 1）表面抗原低表达）表面抗原低表达（2 2）抗原结构改变：抗原漂移（）抗原结构改变：抗原漂移（antigenic driftantigenic drift）；抗原）；抗原转换或变异（转换或变异（antigenic shiftantigenic shift）。（3 3）非蛋白抗原不能有效诱导免疫应答：如多糖或糖脂。）非蛋白抗原不能有效诱导免疫应答：如多糖或糖脂。历次流感病毒抗原型别历次流感病毒抗原型别H0N11934H1N11947H2N21957H3N21968H1N11977H3N21989H1N1199546Kwong PD. NatureImmunology2009，10(6):573-578HIV-1andinfluenzaantibodies:seeingantigensinnewways根据病毒抗原表根据病毒抗原表位的变化、病毒与受位的变化、病毒与受体相互作用过程中的体相互作用过程中的结构变化设计疫苗，结构变化设计疫苗，从而诱导抗体并改造从而诱导抗体并改造抗体。抗体。47 严格的特异性；严格的特异性； 准确的表位；准确的表位； 良好的免疫原性与免疫反应性；良好的免疫原性与免疫反应性； 诱导预期免疫应答的可控制性；诱导预期免疫应答的可控制性； 抗原制备与成本的可接受程度。抗原制备与成本的可接受程度。 理想的抗原应具备：理想的抗原应具备：48抗原的研究热点及疫苗研发抗原结构研究抗原结构研究抗原的识别抗原的识别重要的抗原重要的抗原研究抗原的手段研究抗原的手段抗原工程抗原工程- -从头设计从头设计新型疫苗研发新型疫苗研发第二部分第二部分49 1.1.决定基决定基(determinant)(determinant)或表位或表位( (epitopeepitope) ) ： （1 1）线性表位与非线性表位线性表位与非线性表位： 线线性性表表位位即即连连续续性性表表位位; ; 非非线线性性即即非非连连续续性性表表位位，亦亦称构象性表位称构象性表位 （2 2）T T细胞识别表位细胞识别表位与与B B细胞识别表位细胞识别表位： T T细胞只识别线性表位细胞只识别线性表位，B B细胞可识别线性和构象性表位。细胞可识别线性和构象性表位。 2. 2. 结构模块（结构模块（motif)motif)与结构域与结构域(domain)(domain) 3. 3. 非蛋白抗原的结构研究非蛋白抗原的结构研究 一、抗原结构研究一、抗原结构研究501. CD1. CD抗原（抗原（cluster of differentiationcluster of differentiation）: : 即即白细胞分白细胞分化抗原化抗原. . 1987 1987年为年为 CD1 78. 1993CD1 78. 1993年为年为 CD1 130.CD1 130. 1997 1997年为年为 CD1 166. 2000CD1 166. 2000年为年为 CD1 247. CD1 247. 2004年为 CD1- CD339，2008年为 CD350 2010年为 CD363 2. 2. 红红细细胞胞血血型型抗抗原原：ABOABO、RhRh、 MNsMNs、LutheranLutheran、KellKell、LewisLewis、DuffyDuffy、KiddKidd及及 P P 等等 9 9个主要血型系统。个主要血型系统。 红红细细胞胞血血型型抗抗原原也也存存在在于于白白细细胞胞、血血小小板板和和一一般般组组织织细胞上。细胞上。二、重要的抗原二、重要的抗原513. HLA3. HLA抗原抗原: : 即人类即人类MHCMHC分子分子 (1) (1) 分类分类: : HLA-IHLA-I类类, HLA- II, HLA- II类与类与HLA-IIIHLA-III类分子类分子 (2) (2) 分布分布: : 分布于不同的细胞表面分布于不同的细胞表面与体液中与体液中 (3) (3) 遗传特点遗传特点：高度多态性高度多态性 (4) (4) 存在形式存在形式: : 细胞表面抗原、可溶性抗原、合成多肽抗原细胞表面抗原、可溶性抗原、合成多肽抗原 (5)(5)主主要要功功能能: : 参参与与抗抗原原递递呈呈, ,制制约约细细胞胞间间的的相相互互识识别别及及诱诱导导免免疫应答疫应答. . (6) (6) 临床意义：临床意义： * * 移植免疫移植免疫: : 移植配型是成败的关键移植配型是成败的关键. . * * 肿肿瘤瘤免免疫疫: : I I类类分分子子表表达达减减弱弱是是肿肿瘤瘤逃逃逸逸的的原原因因之之一一; ;诱诱导导CTLCTL反应反应. . * * 与某些疾病相关与某些疾病相关 * * 法医学及人类学研究。法医学及人类学研究。524. 4. 肿瘤抗原：肿瘤抗原： * * 肿瘤肿瘤相关抗原相关抗原与肿瘤特异性抗原与肿瘤特异性抗原; ; * * 细细胞胞膜膜肿肿瘤瘤抗抗原原与与可可溶溶性性肿肿瘤瘤抗抗原原（肿肿瘤瘤标标志志物物）; ; * * 合成肿瘤抗原肽合成肿瘤抗原肽5. 5. 病原生物抗原病原生物抗原： 包包括括细细菌菌、病病毒毒、真真菌菌、立立克克次次体体、螺螺旋旋体体、寄寄生生虫虫等及其产物所表达的抗原。等及其产物所表达的抗原。6.6.过敏原: 源于植物、动物、微生物等过敏原的分离鉴定源于植物、动物、微生物等过敏原的分离鉴定7.7.半抗原： 药物、农药、化妆品、油漆等药物、农药、化妆品、油漆等8.8.非蛋白抗原非蛋白抗原: : 如多糖、类脂等。如多糖、类脂等。53碳水化合物：碳水化合物：单糖、多糖、脂多糖、聚糖、糖蛋白、糖肽等；脂类：脂类：类脂、脂肽、神经节苷脂、糖脂；小分子化合物：小分子化合物：药物、半抗原等；其它：其它：磷酰胆碱等 非蛋白抗原表位及其分布非蛋白抗原表位及其分布存在于细菌、病毒及细胞组成成份或代谢成份中存在于细菌、病毒及细胞组成成份或代谢成份中红细胞血型抗原半乳糖和N-乙酰半乳糖胺肺炎双球菌夹膜多糖、革兰氏阴性菌的内毒素、HIV-1gp120糖蛋白上的甘露糖及某些肿瘤细胞高表达Lewis Y等。 54研究非蛋白抗原表位的必要性研究非蛋白抗原表位的必要性新的（感染、肿瘤及自身免疫病）疫苗新的（感染、肿瘤及自身免疫病）疫苗候选表位候选表位筛选筛选 与致病性与诱导保护性相关性？寻找新的抗体或抗体药物的靶抗原寻找新的抗体或抗体药物的靶抗原 抗体药物(包括抗表位受体抗体)及可能的作用机制;抗原递呈与识别理论的深入抗原递呈与识别理论的深入 能否被T细胞识别？能否诱导再次抗体应答？非蛋白抗原表位识别蛋白的研究非蛋白抗原表位识别蛋白的研究模式识别受体（Pattern Recognition Receptor，PRR) 等是对基于基因组与蛋白质组的表位研究的重要补充是对基于基因组与蛋白质组的表位研究的重要补充55StingeleFetalJImmunol，172：14831490，20041.Medium2.Zps3.Zpsanti-TCRF(ab)24.Zps+isotypecontrol5.anti-TCRF(ab)2两性多糖刺激两性多糖刺激T T细胞，诱发保护性反应细胞，诱发保护性反应56 1. TCR:1. TCR: T T细胞抗原受体细胞抗原受体：TCRTCR与与TCRTCR 识别多样性的基础：基因多态性与重排机制。识别多样性的基础：基因多态性与重排机制。 2. MHC2. MHC分子分子: : MHC MHC在启动特异性免疫应中起重要作用在启动特异性免疫应中起重要作用. . MHC MHC分子还是诱导同种移植排斥反应的主要抗原分子还是诱导同种移植排斥反应的主要抗原. . 3 3抗原递呈细胞：抗原递呈细胞： 树突状细胞树突状细胞、巨噬细胞等、巨噬细胞等抗原的识别抗原的识别574 4协协同同刺刺激激信信号号系系统统: : 缺缺少少第第二二信信号号将将导导致致免免疫疫无无能能( (angergyangergy) ) 第一信号第一信号: : 即即TCRTCR与抗原肽与抗原肽-MHC-MHC分子复合物的结合分子复合物的结合. . 第第二二信信号号: : T T细细胞胞活活化化的的第第二二信信号号来来自自辅辅助助刺刺激激分分子子，亦亦称称共刺激分子共刺激分子( (costimulatorycostimulatory molecule) molecule). .58双信号学说双信号学说5960611 1抗抗原原的的获获取取与与鉴鉴定定 分分离离、提提取取、克克隆隆、表表达达、合合成成及及纯纯化化： 生生物物化化学学、分分子子生生物物学学、细细胞胞生生物物学学及及免免疫疫学学技技术、术、芯片技术芯片技术。 2 2抗原的修饰及交联：抗原的修饰及交联：有机化学、生物化学等技术有机化学、生物化学等技术 3 3蛋白质蛋白质结构结构分析：分析： 质谱、光谱技术质谱、光谱技术 电子显微镜、扫描隧道显微镜和原子力显微镜电子显微镜、扫描隧道显微镜和原子力显微镜 X X射线晶体衍射分析射线晶体衍射分析 多维核磁共振技术多维核磁共振技术 四、研究抗原的手段四、研究抗原的手段62BioinformaticsBioinformaticschangetheinvestigationpatternchangetheinvestigationpatternBiologyinthe21stBiologyinthe21stcenturyisbeingcenturyisbeingtransformedfromatransformedfromapurelylab-basedpurelylab-basedsciencetoansciencetoaninformationscienceasinformationscienceaswell.well.(Nature,2001)(Nature,2001)4生物信息学生物信息学6364nStartPositionSequenceEndPosition111AVNALWGKVNVDA23228ALGRLLVVYPW38359PKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLD80484GTFSQLSELHCDKLHVD1005106LLGNVLVCVLA1166127MQAAYQKVVAGVANALA143抗原表位预测抗原表位预测 疏水值预测疏水值预测RANKPOS.NSEQUENCECMW (Da)SCORE% OPT.199KLHVDPENFRLLGNV1084.2581.055.48 %277DGLAHLDNLKGTFSQ950.0562.042.47 %384NLKGTFSQLSELHCD963.0657.039.04 %655. 5. 计算机计算机分子模拟及预测分子模拟及预测: : Computer aided Computer aided molecular simulation and computer aided molecular simulation and computer aided molecular design, CAMS/CAMD:molecular design, CAMS/CAMD: 用物理数学的方法与原理用物理数学的方法与原理, ,计算机为主要工具计算机为主要工具, ,模拟蛋白质、药物等物质分子体系中原子、分子的模拟蛋白质、药物等物质分子体系中原子、分子的结构与相关性质；并按照一定的规律结构与相关性质；并按照一定的规律改造天然分子，改造天然分子，设计自然界不存在地全新分子设计自然界不存在地全新分子。661.1.运用运用BioploymerBioploymer模块对晶体结构数据库中的表位肽模块对晶体结构数据库中的表位肽进行氨基酸替换，模建研究的多肽结构进行氨基酸替换，模建研究的多肽结构2.2.采用分子力学对结构进行优化采用分子力学对结构进行优化3.采用分子动力学对结构进行模拟采用分子动力学对结构进行模拟4.分析结构参数进行预测判断分析结构参数进行预测判断表位预测步骤表位预测步骤67计算机分子模拟计算机分子模拟分子模型的建立和显示分子模型的建立和显示分子模拟和计算分子模拟和计算分子结构的测定及同源预测分子结构的测定及同源预测68Virtual Matrix-based T Cell Virtual Matrix-based T Cell Virtual Matrix-based T Cell Virtual Matrix-based T Cell EpitopeEpitopeEpitopeEpitope Prediction Prediction Prediction Prediction696 6抗原抗原- -抗体，抗原抗体，抗原- -抗原受体相互作用、抗原受体相互作用、识别位识别位点的定位点的定位: : 分子生物学、免疫学、随机分子生物学、免疫学、随机肽库技术肽库技术、等、等离子表面共振技术（离子表面共振技术（BiaCoreBiaCore）及计算机技术等。）及计算机技术等。7. 7. 通过对序列或结构的改造通过对序列或结构的改造, ,提高或改变抗原的提高或改变抗原的活性活性: : 合成肽技术等合成肽技术等. .71抗原结构的抗原结构的理论研究理论研究表位疫苗表位疫苗新型形式新型形式诱发免疫应答诱发免疫应答的机理研究的机理研究表位预测表位预测表位修饰表位修饰颗粒疫苗颗粒疫苗穿膜肽穿膜肽ISCOM，DNA表位提呈机制表位提呈机制TH1/TH2TH1/TH2的极化的极化特异性抗原的特异性抗原的分析、筛选分析、筛选蛋白质组蛋白质组 五、抗原工程五、抗原工程- - 对抗原的从头设计对抗原的从头设计（de novo design)de novo design)72 细胞免疫以表位为基础细胞免疫以表位为基础 在天然蛋白中不同的表位的贡献不同在天然蛋白中不同的表位的贡献不同 表位的相对位置表位的相对位置, ,侧翼序列影响表位功能侧翼序列影响表位功能 表位内氨基酸组成影响免疫应答表位内氨基酸组成影响免疫应答1.以表位为基础的抗原结构研究以表位为基础的抗原结构研究 抗体药物发展的关键之一：抗体药物发展的关键之一： 靶抗原靶抗原73 寻找新的寻找新的靶抗原靶抗原 建立高通量抗体制备和筛选技术建立高通量抗体制备和筛选技术 基于基于抗原立体结构设计抗原立体结构设计和改造抗体和改造抗体 基于基于抗原抗原- -抗体相互作用设计抗体模拟物抗体相互作用设计抗体模拟物7475“饿死饿死”肿瘤的策略：肿瘤生长抑制剂与生长因子疫肿瘤的策略：肿瘤生长抑制剂与生长因子疫苗苗76Western-blot (Z12)1GST2GST+hTNF92-1573GST+hTNF1-914GST+hTNF1157 92157kD263336431914 3 2 1 M 4 3 2 1 M蛋白转膜，丽春红显色蛋白转膜，丽春红显色免疫印迹，免疫印迹，DAB显色显色抗原表位的确定抗原表位的确定抗原表位的确定抗原表位的确定Anti-hTNFhTNFEpitopeCDR 军事医学科学院军事医学科学院3所所沈倍奋教授沈倍奋教授77抗体模拟肽抗体模拟肽TNF-BTNF-BTNF-CTNF-CTNF-ATNF-APEPTIDEPEPTIDEEPITOPEEPITOPE78膜蛋白和分泌蛋白是最佳的抗体靶膜蛋白和分泌蛋白是最佳的抗体靶79 蛋白质组学旨在阐明生物体全部蛋白质的表达蛋白质组学旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式模式及功能模式. . 其内容包括其内容包括鉴定蛋白质的表达、存在方式（修鉴定蛋白质的表达、存在方式（修饰形式）、结构功能和相互作用饰形式）、结构功能和相互作用等。等。2.蛋白质组研究蛋白质组研究80蛋白质组研究方案蛋白质组研究方案.81安全对所有的适用人群；安全对所有的适用人群；高效、长期的保护；高效、长期的保护；单剂，至多两剂；单剂，至多两剂；两周内可发挥作用；两周内可发挥作用；应用方便，尽量经非注射途径；应用方便，尽量经非注射途径；联合应用；联合应用；易于大量生产且经济；易于大量生产且经济；保存条件不苛刻保存条件不苛刻理想的疫苗理想的疫苗针对感染与非感染性疾病针对感染与非感染性疾病六、新型疫苗研发六、新型疫苗研发82 诱导诱导T T细胞介导免疫应答的疫苗。细胞介导免疫应答的疫苗。 交联疫苗；减毒疫苗；活细菌载体疫苗；活病毒载交联疫苗；减毒疫苗；活细菌载体疫苗；活病毒载体疫苗；亚单位疫苗；合成肽疫苗等体疫苗；亚单位疫苗；合成肽疫苗等 反向疫苗学；反向疫苗学； 抗原抗原运载系统运载系统（脂质体、蛋白酶体、病毒样颗粒、（脂质体、蛋白酶体、病毒样颗粒、微球等）微球等）DNADNA疫苗与复制子；疫苗与复制子； heterologousheterologous prime-boost prime-boost：DNA-DNA-蛋白疫苗蛋白疫苗 有效的佐剂；有效的佐剂； 无针注射。无针注射。 疫苗相关保存与物流系统。疫苗相关保存与物流系统。疫苗的研发策略疫苗的研发策略.83DC疫苗疫苗融合蛋白疫苗融合蛋白疫苗脂质体脂质体（ISCOMISCOM) )嵌合病毒嵌合病毒DNA和和RNA疫苗疫苗合成肽（脂肽、合成肽（脂肽、糖肽）糖肽）病毒样颗粒病毒样颗粒交联颗粒交联颗粒 主要的主要的T T细胞疫苗发展方式细胞疫苗发展方式84DesignNewApproachestoOptimizeImmunizationSystemsGrandChallengesExplorationsRound8August2011 疫苗接种是目前世界上最为经济有效的卫生干预措施之一。然而，每年约有2500万婴儿没有完全接种疫苗，至少有240万儿童死于可以通过疫苗预防的疾病。本轮征集旨在发掘新方法，在资源贫乏的环境在资源贫乏的环境中优化疫苗的物流与供应系统。我们鼓励申请者重新审视疫苗供应系中优化疫苗的物流与供应系统。我们鼓励申请者重新审视疫苗供应系统，设计创新方案对其进行优化。统，设计创新方案对其进行优化。方案必须针对各国免疫接种系统的运作层面，能够广泛推广或适用于多种环境 总金额达一亿美元的总金额达一亿美元的“探索大挑战探索大挑战”（GrandChallengesExplorations，简称简称“GCE”）是盖茨基金会全球健康领域的项目之一）是盖茨基金会全球健康领域的项目之一 85RehanaB.Hossany,Bioorganic&MedicinalChemistry12(2004)37433754PolysaccharidofGroupAStreptococcusPeptidemimicsO-polysaccharideofSflexneriPeptidemimics模拟肽疫苗候选的研究模拟肽疫苗候选的研究86碳水化合物抗原：碳水化合物抗原：糖芯片与功能性糖组糖芯片与功能性糖组GlycanArray&FunctionalGlycomics糖与蛋白的相互作用，及其所介导的细胞内糖与蛋白的相互作用，及其所介导的细胞内Traffic，细，细胞粘连及细胞识别等。胞粘连及细胞识别等。发现新的发现新的疫苗候选表位及导致自身免疫病的抗原表位疫苗候选表位及导致自身免疫病的抗原表位；发现具抗肿瘤及引起自身免疫的自身抗体；发现具抗肿瘤及引起自身免疫的自身抗体；发现具重要生物学活性的糖类分子的受体或结合蛋白；发现具重要生物学活性的糖类分子的受体或结合蛋白；研制以糖表位靶点新的抗体药物。研制以糖表位靶点新的抗体药物。87Nature Biotechnology, 20:275, 200288sLeY模拟肽诱导的抗肿瘤反应模拟肽诱导的抗肿瘤反应NatBiotechnol17：660-665，199989Thekineticsofmeanarterialpressure(MAP/mmHg)inmiceinjectedwithLPSn=5n=4罗海波等：生物化学与生物物理进展罗海波等：生物化学与生物物理进展35(11):1312-1319，200890SMU-3A8能与多种LPS及G-菌结合鼠伤寒鼠伤寒杆菌杆菌大肠杆菌大肠杆菌O111大肠杆菌大肠杆菌128绿脓假单绿脓假单胞菌胞菌痢疾杆菌痢疾杆菌小肠炎耶小肠炎耶尔森菌尔森菌变形杆菌变形杆菌SMU-3A8 1B6 1H11 免疫荧光检测SMU-3A8与细菌全菌的结合 Xiaotao Jiang et al. Hybridoma 28(2009) 28: 93-9991图图3-8. 模拟肽模拟肽MAP-P31免疫小鼠后对免疫小鼠后对MSSA (ATCC25923)攻击的保护作用攻击的保护作用(N=3) .（a）主要脏器细菌清除率，（）主要脏器细菌清除率，（b）动物生存率）动物生存率.(*P0.05)ChenYGetal.JournalofMedicalMicrobiology2011；60：9951002 S.aureus攻击保护作用攻击保护作用细细菌菌载载量量金葡菌肽聚糖模拟肽疫苗候选保护性作用的初步研究金葡菌肽聚糖模拟肽疫苗候选保护性作用的初步研究 92反向疫苗学反向疫苗学： From “wet” Science to From “wet” Science to “silicon”“silicon”Reverse Reverse vaccinologyvaccinology正向疫苗研发正向疫苗研发 反反 向向 疫苗疫苗 学学93 From genome to vaccine: in silicon prediction ,ex vivo verification (published in Sep 2000)94 疫苗的反向研制疫苗的反向研制从头设计从头设计 从全基因组数据库筛选靶序列从全基因组数据库筛选靶序列重组表达抗原蛋白重组表达抗原蛋白新疫苗新疫苗动物模型效果评估动物模型效果评估DNADNA疫苗疫苗确定确定siliconsilicon候选序列候选序列计算机表位预测计算机表位预测95 传统概念上的疫苗传统概念上的疫苗以预防为目的以预防为目的 感染因子感染因子 非感染因子：肿瘤疫苗（非感染因子：肿瘤疫苗（HPVHPV等），抗孕疫苗等），抗孕疫苗 治疗性疫苗治疗性疫苗 感染因子感染因子: :乙肝、丙肝，乙肝、丙肝，HIVHIV等等 非感染因子：肿瘤疫苗，自身免疫病疫苗，戒非感染因子：肿瘤疫苗，自身免疫病疫苗，戒烟疫苗等烟疫苗等9697Science 305：205-208, 2004TherapeuticVaccinesforChronicInfections Brigitte Autran et al:治疗性疫苗治疗性疫苗-抗感染抗感染98HPV治疗性疫苗的临床观察治疗性疫苗的临床观察LancetOncol2009;10:9758099结核结核 、幽门螺杆菌、链球菌、院内感染、败血性休克、幽门螺杆菌、链球菌、院内感染、败血性休克、衣原体肺炎、大肠杆菌引发泌尿系感染、牛痘、炭疽、衣原体肺炎、大肠杆菌引发泌尿系感染、牛痘、炭疽、出血热、出血热、RSVRSV（儿童下呼吸道感染）、疟原虫、白色念（儿童下呼吸道感染）、疟原虫、白色念珠菌、朊（牛海绵体脑病）珠菌、朊（牛海绵体脑病）TherapeuticvaccinesinClinicaltrials1002010年年4月月29日，日，FDA批准了首个用于治疗肿瘤的疫苗批准了首个用于治疗肿瘤的疫苗Provenge。Provenge由总部位于西雅图的由总部位于西雅图的Dendreon公司研发而成，它令罹患晚期前列腺癌的患者的平公司研发而成，它令罹患晚期前列腺癌的患者的平均存活时间延长了超过均存活时间延长了超过4个月。个月。治疗性疫苗治疗性疫苗抗肿瘤抗肿瘤101治疗性疫苗治疗性疫苗其他其他 抗过敏：以抗过敏：以IgEIgE受体为疫苗；诱导免疫耐受；受体为疫苗；诱导免疫耐受； 治疗自身免疫病；早老性痴呆治疗自身免疫病；早老性痴呆 戒烟、戒毒戒烟、戒毒 治疗高血压治疗高血压 抗孕疫苗抗孕疫苗102M.R.Downhametal.Br J Clin Pharmacol 56, 505512,2003 血管紧张素血管紧张素I I疫苗诱导抗体治疗高血压疫苗诱导抗体治疗高血压 103戒烟疫苗戒烟疫苗PLoSMedicine2005，Vo2（9）：）：860-863104 尼古丁疫苗临床效果分析尼古丁疫苗临床效果分析105NovelTherapiesforAlzheimersDisease(AD，阿尔茨采默病，阿尔茨采默病)Dr.ArminW.Mder,SBAApril3,2007106107经血脑屏障入脑经血脑屏障入脑吸收入血吸收入血阿片类（吗啡）阿片类（吗啡）激动脑内阿片受体激动脑内阿片受体精神依赖性精神依赖性身体依赖性身体依赖性免疫小鼠所产生免疫小鼠所产生的抗体阻断吗啡的抗体阻断吗啡进入血脑屏障进入血脑屏障进入吗啡量减少进入吗啡量减少, ,兴奋性降低兴奋性降低 吗啡疫苗原理吗啡疫苗原理 108M-BCM-BC及及M-6-S-BCM-6-S-BC免疫对吗啡依赖小鼠戒断症状的影响免疫对吗啡依赖小鼠戒断症状的影响 MeanSD, n=10. *P0.05, *P0.01 vs model group. 赵文忠，李琳等赵文忠，李琳等. 中国药物依赖性杂志中国药物依赖性杂志2004，13（1）：）：29-32109M-BCM-BC及及M-6-S-BCM-6-S-BC免疫小鼠免疫小鼠脑组织脑组织中吗啡的浓度中吗啡的浓度MeanSD, n=10. *P0.05, *P0.01 vs model group 李琳等李琳等.中国药学杂志中国药学杂志,2006,(16)110111 制备催化制备催化性抗体的关性抗体的关键：键： 具过渡态具过渡态结构抗原的结构抗原的制备制备可卡因疫苗及抗体的制备可卡因疫苗及抗体的制备112针对可卡因的催化针对可卡因的催化性单抗性单抗15A10对对注射注射LD90（16mg/Kg）大鼠的保护作）大鼠的保护作用用 （P0.001)113 1. 1. 何何谓谓T T细细胞胞识识别别表表位位与与B B细细胞胞识识别别表表位位? ? 其其结结构构特特点点是是什么什么? ? 2. 2. 什么什么是是CDCD抗原抗原? ? 研究研究CDCD抗原的意义何在抗原的意义何在? ? 3. 3. 为什么要对抗原进行改造或重新设计为什么要对抗原进行改造或重新设计? ? 4. 4. 请请举举例例说说明明抗抗原原在在你你的的实实际际工工作作中中的的应应用用, , 及及是是否否具进一步应用的可能性具进一步应用的可能性? ? 你对此有何设想你对此有何设想? ? 5. 5. 理想的疫苗应具备哪些条件？理想的疫苗应具备哪些条件？ 6. 6. 何谓治疗性疫苗何谓治疗性疫苗? ? 与传统的疫苗有何不同与传统的疫苗有何不同? ? 7. 7. 哪些先进技术可用于抗原的研究哪些先进技术可用于抗原的研究? ? 思考题思考题.114本讲座引用的部分图片来自本讲座引用的部分图片来自: : 军事医学科研院三所军事医学科研院三所 沈倍奋院士沈倍奋院士 第三军医大学免疫学教研室第三军医大学免疫学教研室 吴玉章教授吴玉章教授 暨南大学生命科学院暨南大学生命科学院 曾耀英教授曾耀英教授 EpitomicsEpitomics, Inc., Inc. US US 余国良博士余国良博士 Stanford Stanford University.USUniversity.US 王德农博士王德农博士115 End！116Poison ivy / poison oak reactionactive hapten molecule117118对黄热病疫苗免疫原性的预测与评估对黄热病疫苗免疫原性的预测与评估NatureImmunology,10:116,2009119国际生化与分子生物学协会（国际生化与分子生物学协会（IUBMBIUBMB）：）： 一级结构：一级结构：多肽链中氨基酸的序列多肽链中氨基酸的序列 二级结构：二级结构：多肽链骨架的局部空间多肽链骨架的局部空间构象：构象：螺旋、螺旋、片层、结构模块等片层、结构模块等 三级结构：三级结构：整个肽链的折叠情况整个肽链的折叠情况 四级结构：四级结构：蛋白质亚基的非共价结合蛋白质亚基的非共价结合. . 蛋白质的结构蛋白质的结构.120 抗原表位与抗体互补位的构像性聚合抗原表位与抗体互补位的构像性聚合图示图示 H 13:重链重链CDR L13: 轻链轻链CDR黑色黑色: 单抗单抗PC283深灰深灰: 单抗单抗PC282浅灰浅灰:单抗单抗PC287Q2G8: 抗原肽抗原肽残基残基A: 抗体与抗原结抗体与抗原结合状态的构像合状态的构像;B: 抗体构像抗体构像121 T T细胞和细胞和B B细胞抗原表位的特性的比较细胞抗原表位的特性的比较 T T细胞识别表位细胞识别表位 B B细胞识别表位细胞识别表位表位受体表位受体 TCR BCRTCR BCRMHCMHC分子分子 必需必需 不需不需表位性质表位性质 主要是变性多肽主要是变性多肽 天然多肽、多糖、脂天然多肽、多糖、脂 多糖、有机化合物多糖、有机化合物表位大小表位大小 8-128-12氨基酸氨基酸(CD8+T)(CD8+T) 5-15 5-15氨基酸、氨基酸、5-75-7单糖单糖 12-1712-17氨基酸氨基酸(CD4+T) (CD4+T) 或或5-75-7个核苷酸个核苷酸表位类型表位类型 线性表位线性表位 构象表位、线性表位构象表位、线性表位表位位置表位位置 抗原分子任意部位抗原分子任意部位 抗原分子表面抗原分子表面 122 HIV结构模式图结构模式图123 位点扫描多肽文库的活性及序列分析位点扫描多肽文库的活性及序列分析对天然序列的成功改造对天然序列的成功改造A A图图 位点扫描多肽文库进行检测，位点扫描多肽文库进行检测，Y Y轴为轴为T T细胞激活指数（细胞激活指数（Stimulation Stimulation IndexIndex） B B图图 为推导的序列合成后活性与天然为推导的序列合成后活性与天然序列的比较，最下面为天然配体的氨序列的比较，最下面为天然配体的氨基酸序列。基酸序列。124广谱中和性抗体广谱中和性抗体2G12识别识别HIV-1gp120表面静默区表面静默区的糖结构的糖结构AntibodyDomainExchangeIsanImmunologicalSolutiontoCarbohydrateClusterRecognitionScience300:2065,2003125126中国狂犬病现状：投入世界第一中国狂犬病现状：投入世界第一 效果倒数第二效果倒数第二 【中青报中青报2011-09-07】根据根据WHO报告，这种病死率高达报告，这种病死率高达100%的人兽共患中枢的人兽共患中枢神经系统传染病，每年导致全球神经系统传染病，每年导致全球5.5万人死亡。万人死亡。中国的该病死亡率中国的该病死亡率2400人以上，居全球第二位。人以上，居全球第二位。中国也是全球狂犬病疫苗的第一大生产国和使用国，相关中国也是全球狂犬病疫苗的第一大生产国和使用国，相关费用每年超过费用每年超过100亿元。亿元。“付出的代价是世界第一，效果却是世界倒数第二。付出的代价是世界第一，效果却是世界倒数第二。”“这说明中国狂犬病防治策略出现了路线性的问题。这说明中国狂犬病防治策略出现了路线性的问题。”“全世界超过全世界超过80%的狂犬病疫苗的狂犬病疫苗“都被中国人打了都被中国人打了”“农业部管的狗咬了卫生部管的人农业部管的狗咬了卫生部管的人”127