第二章抗原与抗体课件

第二章抗原与抗体第二章抗原与抗体（一）抗原与抗原性（一）抗原与抗原性 1 1、抗原（、抗原（Antigen,AgAntigen,Ag）：凡能刺激机体）：凡能刺激机体产产生抗体和致敏淋巴生抗体和致敏淋巴细细胞，并能与之胞，并能与之结结合引起特异性免疫反合引起特异性免疫反应应的物的物质质称称为为抗原抗原 2 2、抗原性：、抗原性：（1 1）免疫原性：是指抗原能刺激机体）免疫原性：是指抗原能刺激机体产产生抗体和致敏淋巴生抗体和致敏淋巴细细胞的特性胞的特性 （2 2）反）反应应原性：是指抗原与相原性：是指抗原与相应应的抗体或致敏淋巴的抗体或致敏淋巴细细胞胞发发生反生反应应的特性，此特性的特性，此特性又称又称为为免疫反免疫反应应性性 一、概念一、概念（二）完全抗原与半抗原（二）完全抗原与半抗原 1、完全抗原：既具有免疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原 2、半抗原：只具有反应原性而缺乏免疫性的物质称为不完全抗原，亦称为半抗原 简单半抗原:既不能单独刺激机体产生抗体,在与相应抗体结合后也不能出现可见的反应,但能阻止该与相应的抗原结合.复合半抗原:不能单独刺激机体产生抗体,但在试管内可与相应抗体结合,在一定条件下可出现肉眼可见的反应.（一）异源性（一）异源性 1、异种物质 2、同种异体物质:如血型抗原 3、改变和隐蔽的自身物质（自身抗原）（二）理化性状（二）理化性状 1、分子大小 2、化学组成、分子结构和立体构象的复杂性 3、物理状态 二、构成免疫原的条件二、构成免疫原的条件（一）基本概念（一）基本概念 1、抗原决定簇(antigen determinant)：抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基学基团团称称为为抗原决定簇或抗原决定基，也称表位抗原决定簇或抗原决定基，也称表位(epitopes)2、构象决定簇和顺序决定簇 3、功能性决定簇和隐蔽的决定簇（二）抗原决定簇的性（二）抗原决定簇的性质质及大小及大小 1、蛋白质性抗原决定簇：一般由4-7个氨基酸残基组成 2、多糖性抗原决定簇：一般由5-6个单糖残基组成 3、核酸性抗原决定簇：一般由5-8个核苷酸残基组成 三、抗原决定簇三、抗原决定簇（三）抗原决定簇的数量（三）抗原决定簇的数量每个抗原分子上抗原决定簇的数量称每个抗原分子上抗原决定簇的数量称该该抗原的抗原价抗原的抗原价 1、单价抗原：是指只有一个抗原决定簇的抗原 2、多价抗原：是指含有多个抗原决定簇的抗原 3、单特异性决定簇：抗原分子只含有一种特异性决定簇 4、多特异性决定簇：含有两种以上不同特异性的决定簇天然抗原一般都为多价和多特异性决定簇抗原（四）半抗原（四）半抗原-载载体体现现象象 1、半抗原半抗原-载载体体现现象：小分子物象：小分子物质质不具有免疫原性，不能不具有免疫原性，不能诱导产诱导产生免疫生免疫应应答，但答，但当它当它们们与大分子物与大分子物质连质连接后，就能接后，就能诱导诱导机体机体产产生免疫生免疫应应答，并能与相答，并能与相应应的抗体的抗体结结合，合，这这种种现现象称象称为为半抗原半抗原-载载体体现现象。象。2、载载体效体效应应：半抗原与：半抗原与载载体体结结合后首次免疫合后首次免疫动动物，可物，可测测得半抗原的抗体，出得半抗原的抗体，出现现初初次反次反应应,但当第二次免疫但当第二次免疫时时，半抗原，半抗原连连接的接的载载体只有和首次免疫所用的体只有和首次免疫所用的载载体相同体相同时时，才会有再次反，才会有再次反应应，这这种种现现象称象称为载为载体效体效应应。四、抗原的特异性与交叉性四、抗原的特异性与交叉性（一）基本概念（一）基本概念1.1.特异性：特异性：一种抗原只能引起机体一种抗原只能引起机体产产生相生相应应抗体，此抗体也只能与相抗体，此抗体也只能与相应应抗原抗原发发生生结结合。合。2.2.交叉反交叉反应应:凡是具有共同抗原决定簇的微生物凡是具有共同抗原决定簇的微生物间间均可均可发发生交叉反生交叉反应应。（二）（二）产产生抗原交叉性的原因生抗原交叉性的原因1.1.共共同同抗抗原原:不不同同种种属属的的微微生生物物间间,微微生生物物与与其其它它抗抗原原间间,或或其其它它抗抗原原物物质质间间,除除具具有有本本身身特异性抗原决定簇之外特异性抗原决定簇之外,还还可有共同的决定蔟可有共同的决定蔟,称共同抗原称共同抗原2.2.类类属抗原属抗原:种属相关的生物种属相关的生物间间的共同抗原的共同抗原3.3.异嗜性抗原：异嗜性抗原：种属无关的生物种属无关的生物间间的共同抗原的共同抗原（三）交叉反（三）交叉反应应在在实实践中的作用践中的作用诊断和防治1.诊诊断当中出断当中出现误诊现误诊（1）牛感染禽）牛感染禽结结核杆菌或副核杆菌或副结结核杆菌核杆菌牛牛结结核菌核菌（2）牛感染了）牛感染了肠肠耶耶尔尔森氏菌森氏菌牛布氏杆菌牛布氏杆菌2.诊诊断疾病断疾病用猪用猪传传染性胃染性胃肠肠炎抗原炎抗原猫猫细细小病毒感染小病毒感染用用变变形杆菌抗原形杆菌抗原动动物的立克氏体病物的立克氏体病用牛心肌酒精提取液作抗原用牛心肌酒精提取液作抗原梅毒患者的血清梅毒患者的血清3.预预防防传传染病染病（1）牛痘苗）牛痘苗人天花人天花（2）人麻疹苗）人麻疹苗犬瘟犬瘟热热（4）火）火鸡鸡疱疹病毒疱疹病毒鸡马鸡马立克立克MD（一）根据抗原的性（一）根据抗原的性质质分分类类（二）根据抗原的来源分（二）根据抗原的来源分类类（三）根据（三）根据对对胸腺（胸腺（T T）细细胞的依胞的依赖赖性分性分类类（四）根据抗原的化学性（四）根据抗原的化学性质质分分类类 五、抗原的分五、抗原的分类类（一）微生物抗原（一）微生物抗原 1、细菌抗原：菌体抗原（又称O抗原），鞭毛抗原（又称H抗原），荚膜抗原（又称K抗原），菌毛抗原 2、病毒抗原：囊膜抗原（又称V抗原），衣壳抗原（又称VC抗原），核蛋白抗原（又称NP抗原）3、毒素抗原 4、超抗原 5、其他微生物抗原六、重要的天然抗原六、重要的天然抗原（二）高等生物的抗原（二）高等生物的抗原 1、ABO血型抗原 2、动物血清与组织浸液 3、酶类物质 4、激素PRRSV病毒粒子病毒粒子结结构示意构示意图图 GP5(ORF5)M proUein(ORF6)GP2,GP3,or GP4(ORF 2,3,4)N proUein(ORF7)ssRNA(+)Lipid bilayerAAA问题问题：下列各物：下列各物质质是否是好的免疫原，是否是好的免疫原，为为什么？在什么情况下可以改什么？在什么情况下可以改变变成好的免成好的免疫原？疫原？1.化学化学药药物注入机体。物注入机体。2.铁钉铁钉刺入皮肤。刺入皮肤。3.自身蛋白自身蛋白质质。4.牛奶牛奶给给狗喝。狗喝。5.牛奶注入狗的皮下。牛奶注入狗的皮下。6.细细菌病毒感染家禽。菌病毒感染家禽。7.细细菌死苗投喂菌死苗投喂给给猪。猪。8.gene-表达表达-产产物物-Ab。该该表达蛋白具有很好的抗原性。表达蛋白具有很好的抗原性。第二第二节节 抗体（抗体（AntibodyAntibody，AbAb）1 1、抗体（、抗体（AbAb）:由抗原致敏的由抗原致敏的B B细细胞分化胞分化为浆细为浆细胞胞产产生的能与相生的能与相应应抗原抗原发发生特异性生特异性结结合的免疫球合的免疫球蛋白。蛋白。2 2、免疫球蛋白（、免疫球蛋白（IgIg）：）：具有抗体活性或化学具有抗体活性或化学结结构与抗体相似的球蛋白构与抗体相似的球蛋白。两者在概念上的区两者在概念上的区别别：一、一、免疫球蛋白与抗体的概念免疫球蛋白与抗体的概念五五类类免疫球蛋白免疫球蛋白重重链链有五种有五种类类型：型：链链：IgG 链链：IgM 链链：IgA 链链：IgE 链链：IgD二、Ig的分子结构 四条四条对对称多称多肽链肽链 2 重重链链（H链链）450aa：50Kd2 轻链轻链（L链链）214 aa：25Kd-S-S-L-H-H-LH链链 按按Ag性分出性分出5类类：、Ig相相应应分出分出5类类：IgM IgG IgA IgD IgE L链链 按按Ag性分出两型：性分出两型：、（一）（一）Ig单单体的分子体的分子结结构构1.基本基本结结构：构：2.三个功能区三个功能区1）可）可变变区（区（variable region,Vvariable region,V区区区区）（1）组组成：成：N端端轻链轻链的的1/2和重和重链链的的1/4组组成，含有成，含有110个氨个氨（2）功能：与抗原）功能：与抗原结结合，存在与抗原决定簇合，存在与抗原决定簇结结合的特异性合的特异性结结合点。一个合点。一个IgG分子在功能上是双价。分子在功能上是双价。2）稳稳定区（定区（constant region,Cconstant region,C区区区区）（1）组组成：成：C端端轻链轻链的的1/2和重和重链链的的3/4组组成，在成，在CH又有三个又有三个亚单亚单位即位即CH1，CH2和和CH3组组成成（2）功能：表）功能：表现现各自的功能。各自的功能。结结合合补补体体(CH2)，粘附，粘附C(CH3)，通，通过过胎胎盘盘和粘膜，和粘膜，遗传标遗传标志的反映区志的反映区3）绞链绞链区区（hinge regionhinge region）连连接可接可变变区与区与稳稳定区，起定区，起轴轴承关承关节节作用作用（二）（二）Ig的水解片段与生物学活性的水解片段与生物学活性1 1、免疫球蛋白的水解片段、免疫球蛋白的水解片段（1 1）木瓜蛋白）木瓜蛋白酶酶：抗原抗原结结合片断：合片断：Fab片段，片段，可可结结晶片段：晶片段：Fc片段片段（2 2）胃蛋白）胃蛋白酶酶2 2、FabFab片段的片段的组组成与生物学功能成与生物学功能（1 1）组组成：成：（2 2）生物学活性：）生物学活性：3 3、FCFC片段的片段的组组成与生物学活性成与生物学活性（1 1）组组成：成：（2 2）生物学活性：）生物学活性：（三）特殊（三）特殊结结构构 1.1.连连接接链链（joining chain，J J链链)2.2.分泌片（分泌片（secretory piece,SP）三、各三、各类类免疫球蛋白的特性和免疫学功能免疫球蛋白的特性和免疫学功能2、血清中含量最多、血清中含量最多,占占Ig的的7080%。持。持续时续时 间间最最长长，在体液免疫中，在体液免疫中发挥发挥主主导导作用。作用。（一）、（一）、IgG-中和性中和性Ab1、IgG多多为单为单体，分子量是体，分子量是Ig中最小的一中最小的一 种。种。半衰期半衰期约为约为23天。天。3、IgG是唯一能通是唯一能通过过人、灵人、灵长类动长类动物、兔胎物、兔胎 盘盘的抗体。的抗体。4、IgG的的CH2能通能通过经过经典途径激活典途径激活补补体。体。5、通、通过过Fc段与段与细细胞表面胞表面FcR结结合。合。与吞噬与吞噬细细胞胞结结合合发挥调发挥调理作用；与理作用；与K细细胞胞结结合，合，发挥发挥ADCC抗体依抗体依赖赖性性细细胞介胞介导导的的细细胞毒性作胞毒性作用；与葡萄球菌用；与葡萄球菌A蛋白蛋白结结合。合。6、参与、参与II、III型超敏反型超敏反应应。7、具有抗菌、抗毒素、抗病毒和、具有抗菌、抗毒素、抗病毒和杀伤肿杀伤肿瘤瘤细细胞的胞的 作用。作用。1.为为五聚体，是分子量最大的五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。，称巨球蛋白。2.免疫免疫应应答最早答最早产产生生IgM，但持，但持续时间续时间短。可用于早期短。可用于早期诊诊断，新生儿断，新生儿宫宫内感染的内感染的诊诊断。断。3.B细细胞抗原受体胞抗原受体(BCR):SmIgM4.也可参与也可参与II、III型超敏反型超敏反应应5.凝集凝集细细菌，溶菌，菌，溶菌，调调理作用均理作用均强强于于IgG(500-1000倍倍)。（二）、（二）、IgM高效能抗体高效能抗体1.分分为为血清型和分泌型两种。血清型血清型和分泌型两种。血清型IgA：单单体体IgA。分泌型。分泌型IgA（SIgA）：双体）：双体IgA，粘膜抗，粘膜抗体。由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等体。由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处处的固有的固有层层中中浆细浆细胞胞产产生。生。2.主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。以主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。以初乳中含量最高。初乳中含量最高。3.SIgA的合成和主要作用部位在黏膜。局部粘膜免疫的重要因素。的合成和主要作用部位在黏膜。局部粘膜免疫的重要因素。（三）（三）IgA粘膜抗体粘膜抗体1.单单体体Ig，局部抗体，血清中含量最少。，局部抗体，血清中含量最少。2.亲细亲细胞抗体，与肥大胞抗体，与肥大细细胞、嗜碱性粒胞、嗜碱性粒细细胞上的高胞上的高亲亲和力和力Fc受体受体结结合，引起合，引起I型超敏反型超敏反应应。3.在抗寄生虫方面有一定作用。在抗寄生虫方面有一定作用。（四）IgEI型超敏反型超敏反应应抗体抗体vIgD是是B细细胞的重要表面胞的重要表面标标志，志，标标志着志着B细细胞成熟。胞成熟。（五）（五）IgD四、抗体的分四、抗体的分类类（一）根据抗原来源分（一）根据抗原来源分类类 1、异种抗体 2、同种抗体 3、自身抗体 4、异嗜性抗体（二）根据有无抗原刺激分（二）根据有无抗原刺激分类类 1、天然抗体 2、免疫抗体（三）根据与抗原反（三）根据与抗原反应应的性的性质质分分类类 1、完全抗体 2、不完全抗体（四）根据抗原抗体反（四）根据抗原抗体反应应的表的表现现形式分形式分类类 1、沉淀素 2、凝集素 3、溶解素 4、补体结合抗体 5、调理素 6、中和抗体 7、反应素（五）根据免疫球蛋白的（五）根据免疫球蛋白的类类型分型分类类五、抗体的人工制五、抗体的人工制备备大致可分为3个阶段：（1）以1890年Behring发现白喉抗毒素为代表，其特点是用抗原免疫动物来获得多克隆抗体。生物工程抗体生物工程抗体（2）以1975年Kohler和Milstein 创建杂交瘤技术制备单克隆抗体为代表。细细胞工程抗体胞工程抗体（3）以1994年Winter以基因工程方法制备抗体为代表。基因工程抗体基因工程抗体 生物水平抗体生成技生物水平抗体生成技术术细细胞工程抗体生成技胞工程抗体生成技术术 基因工程抗体生成技基因工程抗体生成技基因工程抗体生成技基因工程抗体生成技术术术术多克隆抗体（抗血清）多克隆抗体（抗血清）单单克隆抗体克隆抗体基因工程抗体基因工程抗体polyclonal antibodypolyclonal antibody（一（一）、）、多克隆抗体多克隆抗体多克隆抗体（多克隆抗体（多克隆抗体（多克隆抗体（polyclonal antibodypolyclonal antibodypolyclonal antibodypolyclonal antibody）采用采用采用采用传统传统传统传统免疫方法，将抗原注入免疫方法，将抗原注入免疫方法，将抗原注入免疫方法，将抗原注入动动动动物机体，数次免疫后，采取物机体，数次免疫后，采取物机体，数次免疫后，采取物机体，数次免疫后，采取动动动动物血液，分离血清，由此物血液，分离血清，由此物血液，分离血清，由此物血液，分离血清，由此获获获获得的抗血清得的抗血清得的抗血清得的抗血清就是多克隆抗体。就是多克隆抗体。就是多克隆抗体。就是多克隆抗体。指抗原物指抗原物指抗原物指抗原物质进质进质进质进入机体，刺激不同入机体，刺激不同入机体，刺激不同入机体，刺激不同B B B B细细细细胞胞胞胞产产产产生的生的生的生的针对针对针对针对不同抗原决定簇的多种抗体混合物。不同抗原决定簇的多种抗体混合物。不同抗原决定簇的多种抗体混合物。不同抗原决定簇的多种抗体混合物。如如如如:免疫血清（含多种特异性抗体）。免疫血清（含多种特异性抗体）。免疫血清（含多种特异性抗体）。免疫血清（含多种特异性抗体）。实际实际实际实际意意意意义义义义：1.1.1.1.预预预预防、治防、治防、治防、治疗疗疗疗感染性疾病，感染性疾病，感染性疾病，感染性疾病，2.2.2.2.诊诊诊诊断疾病、断疾病、断疾病、断疾病、鉴鉴鉴鉴定定定定细细细细菌菌菌菌 3.3.3.3.表达表达表达表达产产产产物特异性物特异性物特异性物特异性检验检验检验检验 交叉反交叉反交叉反交叉反应应应应传统传统抗血清抗血清抗抗 原原免免 疫疫所有抗体混合所有抗体混合1 23412341 234脾脾脾脾 脏脏脏脏淋巴結淋巴結淋巴結淋巴結B B B B 細胞細胞細胞細胞monoclonal antibodymonoclonal antibody（McAbMcAb）（二）、（二）、单单克隆抗体克隆抗体癌癌细细胞胞可培养生可培养生长长浆细浆细胞胞可分泌抗体可分泌抗体融合瘤HybridomaYYYYYYYYYYYYYYYYYY细细胞胞融融合合两两组组染色体混在一起染色体混在一起也可以培养生長也可以培养生長产产生生专专一性抗体一性抗体一個個 B cell 只只产产生一种抗体生一种抗体1975年年Kohler和和Milstein将抗体将抗体产产生生细细胞与具有无限增殖能力的骨髓瘤胞与具有无限增殖能力的骨髓瘤细细胞融合，通胞融合，通过过有限有限稀稀释释法及克隆化使法及克隆化使杂杂交瘤交瘤细细胞成胞成为单为单克隆克隆细细胞系。胞系。淋巴淋巴细细胞胞杂杂交瘤技交瘤技术术1.1.单单单单克隆抗体（克隆抗体（克隆抗体（克隆抗体（monoclonal antibodymonoclonal antibody，McAbMcAb）由克隆化的由克隆化的由克隆化的由克隆化的B B B B细细细细胞胞胞胞杂杂杂杂交瘤交瘤交瘤交瘤产产产产生的生的生的生的针对单针对单针对单针对单一抗原决定簇的抗体。一抗原决定簇的抗体。一抗原决定簇的抗体。一抗原决定簇的抗体。3.HAT3.HAT3.HAT3.HAT培养基：培养基：培养基：培养基：次黄次黄次黄次黄嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤(H),(H),氨基蝶呤氨基蝶呤氨基蝶呤氨基蝶呤(A)(A)和胸腺和胸腺和胸腺和胸腺嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶核苷核苷核苷核苷(T)(T)。2.2.2.2.杂杂杂杂交瘤交瘤交瘤交瘤细细细细胞胞胞胞骨髓瘤骨髓瘤骨髓瘤骨髓瘤细细细细胞胞胞胞-无限增殖；无限增殖；无限增殖；无限增殖；免疫免疫免疫免疫B B细细细细胞胞胞胞-合成、分泌特异性抗体。合成、分泌特异性抗体。合成、分泌特异性抗体。合成、分泌特异性抗体。单单单单抗与多抗的比抗与多抗的比抗与多抗的比抗与多抗的比较较较较 1.1.特异性高特异性高特异性高特异性高 2.2.均均均均质质质质性好性好性好性好 3.3.纯纯纯纯度高度高度高度高 4.4.重复性好重复性好重复性好重复性好 5.5.效价高效价高效价高效价高 6.6.容易容易容易容易标标标标准化准化准化准化 7.7.可大量生可大量生可大量生可大量生产产产产(三三)、McAb技技术术基本基本过过程程1.在血清学技在血清学技术术方面：可提高各种血清学的方法方面：可提高各种血清学的方法检测检测抗原的特异性、敏感性、重复性、抗原的特异性、敏感性、重复性、稳稳定性。定性。2.在免疫学基在免疫学基础础研究方面：免疫研究方面：免疫细细胞的分离、胞的分离、鉴鉴定和分定和分类类，以及研究各种膜表面免疫分子的，以及研究各种膜表面免疫分子的结结构构和功能。和功能。3.在在肿肿瘤免疫治瘤免疫治疗疗方面：免疫方面：免疫导弹导弹。4.在抗原的分析、在抗原的分析、纯纯化方面：化方面：亲亲和和层层析析5.制制备备抗独特型抗体。抗独特型抗体。（四）、（四）、McAb的的应应用用谢谢大家！