概论抗原课件

医学免疫学医学免疫学1.二、免疫学发展简史二、免疫学发展简史一、免疫的基本概念、功能和类型一、免疫的基本概念、功能和类型 免疫学概论免疫学概论 三、免疫学的分类三、免疫学的分类2.n免疫免疫 immunity 指机体对指机体对“自己自己”或或“非已非已”的识的识 别别,并排除并排除“非已非已”以保持体以保持体内内 内环境稳定的一种内环境稳定的一种生理反应生理反应。一、一、免疫的基本概念、功能和类免疫的基本概念、功能和类型型 3.n免疫功能：免疫功能：免疫防御免疫防御 immunologic defence 免疫自稳免疫自稳 immunologic homostasis 免疫监视免疫监视 immunologic surveillance 4.5.免疫应答免疫应答 immune responseimmune response 抗原抗原6.n 430 B.C:Peloponnesian War,Thucydides describes plague the ones who had recovered from the disease could nurse the sick without getting the disease a second time.It was also clear that this resistance was specific to the plague disease only.nThus the specificity and memory of immunity was recognized long ago.The notion of immunity to disease is ancient1 1经验免疫学时期经验免疫学时期二、二、免疫学发展简史免疫学发展简史7.The notion of immunity to disease is ancientSmallpox is a contagious and often deadly disease.8.Day 7Day 3Day 5天花病毒天花病毒 Pox virus天花天花9.11th centurry:Chinese use dried crusts of smallpox as“vaccine”survived smallpox became immune to it;deliberately infecting people with mild forms of smallpox could prevent infecting with more deadly forms and provide life long protection.The ancient Chinese observed that:Immunizations have been carried out for a long time10.Immunizations have been carried out for a long time Variolation was an ancient folk practice of vaccination to smallpox.It practiced throughout Asia,Africa,and parts of Europe.Essentially,it followed a procedure:blisters from diseased skin carrying virus from a smallpox victim was innoculated in the skin or nose.The precursor to the modern vaccine was based on the work of Jenner,who showed in 1798 that pustules from cows diseased with cowpox had the same smallpox protective effect.11.In 1789,Noticed that milkmaides that had contracted cowpox did NOT get smallpoxIn 1796,Test on an 8 year old boy,injected cowpox into him Followed by exposure to smallpoxIn 1798,Vaccine was invented(latin vacca means”cow”)1798:Edward Jenner smallpox vaccine12.13.(1)(1)人工主动免疫和被动免疫人工主动免疫和被动免疫 的开创的开创主动免疫主动免疫（active immunity）1880年，法国年，法国Louis Pasteur等研等研制制减毒活疫苗减毒活疫苗(attenuated vaccine).鸡霍乱弧菌减毒活疫苗鸡霍乱弧菌减毒活疫苗 炭疽杆菌减毒活疫苗炭疽杆菌减毒活疫苗 狂犬病病毒活疫苗狂犬病病毒活疫苗2 2、科学免疫时期、科学免疫时期 免疫学科形成和发展时期免疫学科形成和发展时期14.被动免疫被动免疫（passive immunity）1890年年德国学者德国学者Von Behring等等 白喉抗毒素白喉抗毒素 .抗体抗体 .血清学与体液免疫学说血清学与体液免疫学说Von Behring15.Active immunity and passive immunity16.(2)(2)免疫应答机制的研究免疫应答机制的研究1890年年，细胞免疫（细胞免疫（cellular immunity）俄国俄国Elie Metchnikoff等等1897年，年，体液免疫体液免疫（humoral immunity）德国德国Paul Ehrlich 等等1903年，调理作用的证实，统一细胞学说与年，调理作用的证实，统一细胞学说与 体液学说体液学说 Almroth E.Wright等等17.(3)(3)抗原与抗原表位抗原与抗原表位n1910 年年 Landsteiner 利用利用偶氮蛋白人工抗原，偶氮蛋白人工抗原，研研究发现究发现化学基化学基是抗原抗体反应特异性的物质基础。是抗原抗体反应特异性的物质基础。抗原表位抗原表位/抗原决定簇抗原决定簇 T细胞表位细胞表位 B细胞表位细胞表位n抗原性能：免疫原性与免疫反应性抗原性能：免疫原性与免疫反应性 18.(4)(4)抗体的研究抗体的研究抗体形成机制抗体形成机制 指令假设或模板假设指令假设或模板假设(instruction postulate)Breinl等等 侧链假设侧链假设(side chain postulate)Paul Ehrlich等等 克隆选择学说克隆选择学说（clonal selection postulate）1959年，年，BurnetFrank Burnet 1900-1990Nobel Prize in 196019.Burnet 克隆选择学说克隆选择学说n体内存在无数抗原特异体内存在无数抗原特异性淋巴细胞克隆性淋巴细胞克隆n胚胎期与自身成分反应胚胎期与自身成分反应的淋巴细胞被的淋巴细胞被“禁忌禁忌”形形成耐受成耐受n出生后淋巴细胞遇到相出生后淋巴细胞遇到相应抗原发生特异应答，应抗原发生特异应答，并形成记忆并形成记忆n禁忌细胞突变可导致自禁忌细胞突变可导致自身免疫身免疫20.抗体结构研究抗体结构研究n20世纪世纪30年代证实，年代证实，抗体是由浆细胞产生，抗体是由浆细胞产生，通过通过电泳分析证明抗体为电泳分析证明抗体为免疫球蛋白，属于免疫球蛋白，属于-球蛋白。球蛋白。n1959年，年，Porter 和和 Edelman研究证明，研究证明，抗体基本抗体基本化学结构为四肽链结构。化学结构为四肽链结构。21.(5)(5)免疫病理概念的形成免疫病理概念的形成过敏反应过敏反应 anaphylaxis（传染性变态反应、（传染性变态反应、接触性皮炎，接触性皮炎，炎症发展缓慢。而药物过敏炎症发展缓慢。而药物过敏性休克是速发型）性休克是速发型）移植排斥移植排斥 graft rejection(6)(6)免疫耐受的发现免疫耐受的发现 (7)(7)免疫学技术的发展免疫学技术的发展 在此期间，免疫学技术也得到快速发展，在此期间，免疫学技术也得到快速发展，建立了间接凝集反应和免疫标记技术，进建立了间接凝集反应和免疫标记技术，进一步促进了免疫学基础理论的研究和应用。一步促进了免疫学基础理论的研究和应用。22.3.3.现代免疫学时期现代免疫学时期 n免疫系统的研究，建立了免疫系统的组织学和细胞学基础免疫系统的研究，建立了免疫系统的组织学和细胞学基础 23.n抗原识别受体抗原识别受体TCR/BCR多样性的产生多样性的产生n粘附分子和粘附分子和CD分子分子n细胞因子细胞因子 cytokine n免疫活化诱导的细胞凋亡免疫活化诱导的细胞凋亡 apoptosisn免疫遗传学研究免疫遗传学研究抗体多样性抗体多样性MHC（主要组织相容性复合体）（主要组织相容性复合体）24.MHC IMHC IIa2a3a1b1b2b2ma1a2肽结合单位Ig样单位跨膜单位MHC 分子分子 MHC I MHC IIJean Dauset 1916-,Nobel Prize 1970 for study on immunogeneticsnMHC的研究的研究25.n应用免疫学的发展应用免疫学的发展 19751975年年KoehlerKoehler及及MilsteinMilstein利用杂交瘤技术制利用杂交瘤技术制 备单克隆抗体（备单克隆抗体（McAbMcAb）基因工程和蛋白质工程制备重组细胞因子、基因工程和蛋白质工程制备重组细胞因子、人源抗体、人源抗体、DNADNA疫苗等疫苗等 免疫细胞学的治疗免疫细胞学的治疗 免疫学技术发展迅速免疫学技术发展迅速26.三、免疫学的分类三、免疫学的分类n基础免疫学基础免疫学（fundamental immunology）n临床免疫学临床免疫学（clinical immunology）27.抗抗 原原 antigen，Ag抗 原 提 呈(一)28.抗原抗原 Antigen Ag 概念概念 是指能与是指能与T细胞的细胞的TCR及及B细胞细胞 的的BCR结合结合,促使其增殖、分促使其增殖、分 化，产生化，产生抗体或致敏淋巴细抗体或致敏淋巴细 胞胞，并与之结合，进而发挥，并与之结合，进而发挥 免疫效应的物质。免疫效应的物质。29.两种特性两种特性 1.免疫原性免疫原性 immunogenicity 能刺激机体产生免疫应能刺激机体产生免疫应 答，即能使特定的免疫细胞活化、增殖、分答，即能使特定的免疫细胞活化、增殖、分化，并产生抗体和致敏淋巴细胞的特性。化，并产生抗体和致敏淋巴细胞的特性。2.抗原性抗原性 antigenicity 指与相应抗体或致敏淋巴细指与相应抗体或致敏淋巴细胞特异性结合，产生免疫反应的特性。胞特异性结合，产生免疫反应的特性。免疫反应性免疫反应性immunoreactivity 完全抗原：完全抗原：二种性能均有，大分子物质二种性能均有，大分子物质 半抗原：半抗原：只有抗原性，小分子物质只有抗原性，小分子物质 半抗原半抗原+载体载体完全抗原完全抗原30.一、抗原的性质一、抗原的性质（一）异物性（一）异物性（未与胚胎期淋巴细胞接触的物质未与胚胎期淋巴细胞接触的物质）异种物质异种物质 异种蛋白质、微生物等异种蛋白质、微生物等同种异体物质同种异体物质 ABO血型抗原、血型抗原、HLA抗原等抗原等自身抗原自身抗原 眼晶体蛋白等隐蔽眼晶体蛋白等隐蔽Ag 理化、生物因素修饰理化、生物因素修饰Ag31.（二）一定的理化性状（二）一定的理化性状n化学性质化学性质 蛋白质蛋白质脂类、糖类脂类、糖类 DNAn分子量大小分子量大小 10kD；100kD为强抗原为强抗原 n结构的复杂性结构的复杂性 抗原表面有大量的芳香族氨基酸（酪氨酸）抗原表面有大量的芳香族氨基酸（酪氨酸）n分子构象与易接近性分子构象与易接近性32.免疫原性33.n 物理状态物理状态 聚合状态聚合状态单体状态单体状态 颗粒性颗粒性可溶性可溶性 环状结构环状结构直链结构直链结构（三）完整性（三）完整性 经非消化道途径进入免疫原性强经非消化道途径进入免疫原性强 皮内皮内皮下皮下腹腔腹腔静脉静脉（四）宿主方面的因素（四）宿主方面的因素 年龄、性别与健康状态等年龄、性别与健康状态等34.二、抗原二、抗原特异性特异性n抗原特异性抗原特异性 specificity 抗原与抗原与TCR和和BCR间、抗原与抗体间的互相间、抗原与抗体间的互相 吻合性或针对性、专一性。吻合性或针对性、专一性。n决定抗原特异性的物质分子基础决定抗原特异性的物质分子基础 抗原分子中的抗原决定簇。抗原分子中的抗原决定簇。35.抗原决定簇抗原决定簇 antigenic determinant，AD或表位或表位 epitope n是存在于抗原分子中决定抗原特异是存在于抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。性的特殊化学基团。n大小大小 5-15个氨基酸残基个氨基酸残基 5-7个多糖残基个多糖残基 6-8个核苷酸个核苷酸n免疫显性基团免疫显性基团 immunodominant groupn分类分类36.37.1.B cell epitopenComposition Proteins,polysaccharides1.linear(Sequence)determinants2.Conformational determinants38.all of amino acid or sugar residues are positioned sequentially in the linear sequence of a protein or polysaccharide antigenEach residues are covalently linked and cannot move far apartThey are not affected by heat denaturation or other treatments that alter the three dimensional structure of a proteinLinear epitope39.Conformational epitope Form only when the critical residues are brought together in space through folding of the polypetide or polysaccharide chain into its normal three dimensional conformation -conformational epitope can exist.If the antigen is denatured and fails to refold properly-conformational epitope are lost 40.B cell epitopenCompositionnLocated on the external surfaces of the AgnSize4-8 residuesFe41.nTCR is a site for antigen-binding.nmuch like that of immunoglobulin,but it has important differences:firstly,TCR recognizing antigens must first be processed by APC,and be presented on the APC surface.(APC is namely the antigen present cell).Secondly,TCR recognize both the peptide and MHC molecule.the MHC protein provides the majority of chemical contacts with the TCR.2.T cell epitopeTCR42.T cell epitopenCompositionProteinsSequence determinantsnProcessednMHC presentation 43.T cell epitopenLimited to those that can bind MHCnSize8-15 residues44.主要在抗原分子内部主要在抗原分子内部主要在抗原分子表面主要在抗原分子表面小分子多肽小分子多肽氨基酸排列氨基酸排列45.三、抗原的种类三、抗原的种类（一）根据诱生抗体时需否（一）根据诱生抗体时需否Th细胞参与分类细胞参与分类n胸腺依赖性抗原胸腺依赖性抗原 thymus dependent antigen，TD-Ag 刺激刺激B细胞产生抗体时依赖于细胞产生抗体时依赖于Th 细胞辅助细胞辅助n胸腺非依赖性抗原胸腺非依赖性抗原 thymus independent antigen，TI-Ag 刺激机体产生抗体时无需刺激机体产生抗体时无需Th细胞的辅助细胞的辅助46.胸腺依赖性抗原（胸腺依赖性抗原（TD-Ag）n需有需有T细胞辅助细胞辅助n表位种类多、排列无规律表位种类多、排列无规律n可引起体液免疫和细胞免疫可引起体液免疫和细胞免疫n可产生可产生IgM、IgG型抗体（以型抗体（以IgG为主）为主）n有免疫记忆有免疫记忆47.胸腺非依赖性抗原（胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）n不需有不需有T细胞辅助细胞辅助n表位种类单一，但数目多、排列有规律表位种类单一，但数目多、排列有规律n仅产生仅产生IgM型抗体型抗体n不能引起细胞免疫不能引起细胞免疫n无免疫记忆无免疫记忆48.TD-Ag 与与TI-Ag的比较的比较 TD-Ag TI-Ag性质性质 多为蛋白质多为蛋白质 主要为多糖主要为多糖组成组成 B和和T细胞表位细胞表位 重复重复B细胞表位细胞表位T T细胞辅助细胞辅助 必需必需 无需无需免疫应答免疫应答 体液和细胞免疫体液和细胞免疫 体液免疫体液免疫抗体类型抗体类型 多种（以多种（以IgG为主）为主）IgM免疫记忆免疫记忆 有有 无无诱导免疫耐受诱导免疫耐受 难难 易易49.（二）根据抗原来源分类（二）根据抗原来源分类n外源性抗原外源性抗原 exogenous antigen 非非APC自身所产生的抗原（来源于自身所产生的抗原（来源于APC外）。外）。APC摄取外源性摄取外源性Ag 降解成降解成Ag肽肽 MHC II分子分子-Ag肽复合物肽复合物 CD4+T细胞细胞 n内源性抗原内源性抗原 endogenous antigen 靶细胞自身产生的抗原靶细胞自身产生的抗原如病毒蛋白、肿瘤如病毒蛋白、肿瘤Ag等。等。内源性抗原内源性抗原靶细胞（实质是靶细胞（实质是APC）内加工）内加工 处理处理 Ag肽肽 MHC I分子分子-Ag肽复合物肽复合物 CD8+T细胞细胞50.51.免疫佐剂免疫佐剂 immunoadjuvant概念：概念：预先或同抗原一起注射到机体、能增强机体预先或同抗原一起注射到机体、能增强机体 对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型 的物质。的物质。种类：种类：弗氏佐剂（动物实验最常用）弗氏佐剂（动物实验最常用）弗氏不完全佐剂弗氏不完全佐剂 IFA 弗氏完全佐剂弗氏完全佐剂 CFA（IFA+死的卡介苗）死的卡介苗）纳米粒纳米粒机制：机制：四、诱导免疫细胞增殖的其他成分四、诱导免疫细胞增殖的其他成分52.机制机制n改变改变Ag物理性状，延长体内存留时间物理性状，延长体内存留时间n刺激单核巨噬细胞，增强对抗原的处理刺激单核巨噬细胞，增强对抗原的处理和提呈能力和提呈能力n刺激淋巴细胞的增殖分化，增强和扩大刺激淋巴细胞的增殖分化，增强和扩大免疫应答能力免疫应答能力53.种类种类 无机佐剂无机佐剂 氢氧化铝、明矾等氢氧化铝、明矾等 有机佐剂有机佐剂 微生物及产物，如卡介苗等微生物及产物，如卡介苗等 合成佐剂合成佐剂 双链多聚核苷酸（双链多聚核苷酸（polyI：C）油剂油剂 弗氏佐剂（动物实验最常用）弗氏佐剂（动物实验最常用）弗氏不完全佐剂弗氏不完全佐剂 IFA 弗氏完全佐剂弗氏完全佐剂 CFA（IFA+死的卡介苗）死的卡介苗）纳米粒纳米粒54.二、丝裂原二、丝裂原 mitogen 与淋巴细胞表面的相应受体结合，激活某一与淋巴细胞表面的相应受体结合，激活某一类淋巴细胞的全部克隆。类淋巴细胞的全部克隆。55.三、超抗原三、超抗原 superantigen,SAg 是指只需要是指只需要极底浓度极底浓度即可激活大量即可激活大量T或或B细细 胞克隆产生极强的免疫应答反应抗原。胞克隆产生极强的免疫应答反应抗原。56.57.58.个人观点供参考，欢迎讨论！