抗原与获得性免疫应答 课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第5章 抗原与获得性免疫应答,Antigens and Adaptive Immune Responses,第5章 抗原与获得性免疫应答,1,天然免疫系统,获得性免疫系统,识别对象,模式分子,抗原表位,免疫记忆,有,无,产生条件,与生俱有,生后受抗原刺激产生,免疫类型,非特异性免疫,特异性免疫,天然免疫系统,2,免疫应答的类型及特点,类 型,天然免疫,（非特异,）,获得性免疫,（特异）,参与,成分,作用,特点,1、皮肤黏膜（理/化）,2、肥大,C、,吞噬,C、NK,3、,分子（补体）,1、,T,细胞（细胞免疫,）,2、,B,细胞（体液免疫）,3、,APC （DC）,1、快。早期96,H,不经克隆扩增分化,2、非特异性,识别,反应- 炎症,3、无免疫记忆,1、迟。96,H,T、B,经克隆扩增分化,2、特异性,识别,TCR、BCR、MHC,效应,Th1、CTL、 Ab,3、,免疫记忆,免疫应答的类型及特点类 型 天然免疫（非特异）获,3,一、抗 原,Antigens，Ag,免疫应答类型：,抗原是指能被免疫细胞的抗原受体（,TCR,或,BCR）,识别，诱导,T、B,细胞发生免疫应答并与免疫应答产物结合发生反应的物质,。（,识别、应答、结合,）,T,细胞免疫应答和,B,细胞免疫应答。,（,细胞免疫应答和体液免疫应答）,正免疫应答和负免疫应答。,负应答即免疫耐受。,特异性免疫应答与非特异性免疫应答,一、抗 原 Antigens，Ag免疫应答类型：,4,1 无应答 -,抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态,2 抗原特异性体液和细胞免疫应答（正性应答）,宿主此后的一段时间里对该抗原保留免疫记忆，处于,免疫状态,3 超敏反应,抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或组织损伤,4 诱导免疫耐受（负性应答）,宿主在此后的一段时间里对该抗原处于无反应状态,外来抗原进入体内可能产生四种不同的结果：,1 无应答 - 抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态外,5,Antigen（,抗原）,Antigenicity （,抗原性）,Immunogen（,免疫原）,Immunogenicity（,免疫原性）,Toleragen（,耐受原）,Allergen（,变应原）,Antigen（抗原）Antigenicity （抗原性,6,（一）抗原的理化特性,1、分子量大,：,10,KD,以上,4、分子构象和易接近性：,与抗原受体的构象相互吻合并相互,容易接近,（二）、抗原的异物性,2,、,化学性质,：,蛋白质,，糖蛋白,，,脂蛋白，多糖类，脂多糖，,DNA,3、结构复杂,：,含苯环氨基酸结构,4、不同细胞克隆的独特型抗原,3、改变了的自身成分,2、同种异型性,1、异种性,5、物理状态：聚合,（一）抗原的理化特性1、分子量大 ：10KD以上4、分子构象,7,（三）抗原的特异性,抗原决定基,：,抗原决定基结构：,决定抗原特异性的特殊化学基团，,又称表位（,epitope,）,构象决定基,：序列上,不连续,的多肽或多糖由空间构象,形成的决定基。 。,线性决定基：,序列上,相连续,的氨基酸片段,抗原的结合价：,能与抗体分子结合的决定基数目,半抗原一价,天然抗原多价,（共同抗原与交叉反应）,（三）抗原的特异性抗原决定基：抗原决定基结构：决定抗原特异性,8,（四,）、,抗原分子中的,T,细胞表位和,B,细胞表位,T,细胞表位（,T cell epitope）：,蛋白质分子中能够被,MHC,分子递呈并被,TCR,识别的肽段。,B,细胞表位（,B cell epitope）：,抗原分子中能够被,BCR,和抗体识别的部位。,T、B,细胞表位又称为抗原决定基（,antigenic determinant）。,（四）、抗原分子中的T细胞表位和B细胞表位,9,Ep1,Ep2,Ep3,T,细胞表位,（,T Cell epitope）,能够与,MHC,结合并被,TCR,识别的肽段,主要决定于抗原肽段的氨基酸线形序列,与宿主表达的,MHC,分子有关,Ep1Ep2Ep3T 细胞表位 （T Cell epitop,10,抗原,B,细 胞 表 位,抗体,CDR3,表位,B,细胞表位：,（,B Cell epitope）,位于抗原分子的表面,具有构象依赖性,抗原B 细 胞 表 位 抗体CD,11,流感病毒血凝素分子,流感病毒血凝素分子,12,T、B,细胞表位的比较,T,细胞表位,B,细胞表位,抗原递呈,被,MHC,分子递呈 直接递呈,表位受体,TCR BCR,性质 短肽 天然的多肽、多糖、脂多糖,构型 线性 构象结构或线性,大小 9肽或1217肽 数个氨基酸残基或单糖、,核苷酸,位置,抗原分子的任何部位 抗原分子的表面,T、B细胞表位的比较,13,（五）、抗原的免疫原性,抗原的物理性状：,化学性质，分子量，结构复杂，分子构象,抗原与宿主之间的亲缘关系,：,关系越远，免疫原性越强。,抗原进入机体的途径,：,皮内、皮下、肌肉、静脉和腹腔等途径诱导正性免疫应答。,消化道摄入的抗原更倾向于诱导免疫耐受（负性免疫应答）。,（五）、抗原的免疫原性 抗原的物理性状：化学性质，分子量，结,14,（六 ）抗原诱导的免疫耐受,影响获得性免疫耐受的因素：,1、抗原：,抗原的性质,：非聚合状态的可溶性抗原。,抗原的剂量,：,剂量过高或过低,抗原进入机体的途径,：口服,2、机体：,年龄,：,胚胎期或新生期。,免疫抑制状态,：,使用免疫抑制剂,（六 ）抗原诱导的免疫耐受影响获得性免疫耐受的因素：1、抗原,15,诱导免疫耐受的耐受原,100,抗原浓度,免疫应答强度,耐受,耐受,诱导免疫耐受的耐受原100抗原浓度免疫应答强度耐受耐受,16,完全抗原、半抗原和超抗原,TD （T-dependent）,抗原,和,TI （T-independent）,抗原,天然抗原,与,人工抗原,内源性抗原和,外源性抗原,异种抗原、同种异体抗原、自身抗原、独特型抗原,异嗜性抗原,（六）抗原的分类,完全抗原、半抗原和超抗原 （六）抗原的分类,17,超抗原（,superantigens，SAg）：,是一类,强有力的,T、B,细胞多克隆激活剂，,极低剂量（110,ng/ml）,即可激活某些,T,细胞的220%克隆发生免疫应答。,无须,MHC,递呈,。,完全抗原：,能诱导免疫应答并能与免疫应答产物特异性结合的抗原。即既有免疫原性又有抗原性的物质,。,半抗原：,单独不能诱导免疫应答但能与免疫应答产物特异性结合的抗原。即无免疫原性但有抗原性的物质。半抗原与蛋白质载体结合后成为完全抗原。,超抗原不是嵌在,MHC,的凹槽中而是附着于凹槽的外侧，因此不需要抗原递呈细胞的递呈即可直接激活,T,细胞。,内源性超抗原,：逆转录病毒编码的蛋白质抗原,外源性超抗原,：细菌外毒素,超抗原（superantigens，SAg）,18,OVA,抗 原 与 半 抗 原,Ab2,Ab2,Ab1,DNP,OVA,半抗原（,hapten）,能够作为表位的一部分被抗体或者,TCR,识别的物质,OVA抗 原 与 半 抗 原Ab2Ab2Ab1DNPOVA半,19,脂蛋白,膜蛋白,LPS,外膜,胞膜,膜间质,n,脂,A,核,磷脂,多糖,多糖重复单位,革兰氏阴性细菌胞壁结构,细菌脂多糖（,LPS）,的分子结构,天然抗原,脂蛋白膜蛋白LPS外膜胞膜膜间质n脂A核磷脂多糖多糖重复单位,20,1,2,1,2,CD40/CD40L,B,细胞,B,细胞,Th,细胞,TI-1,抗原,TD,抗原,TI,与,TD,抗 原,CD4,1212CD40/CD40LB 细胞B细胞Th细胞TI-1,21,b,2m,TCR-,b,chain,TCR-,a,chain,Homocysteine,HLA-A68,Peptide,Interaction between,TCR,and homocysteine presented by,HLA-A68,C,同源半胱氨酸,TCR,与,HLA-A68,递呈的同源半胱氨酸的相互作用,T,表位,b2mTCR-b chainTCR-a chain Ho,22,超抗原,TCRV,b,抗原肽,MHC-II,a,T,细胞,APC,超抗原,Superantigen，,SAg,超抗原能与,MHC-II,分子及,TCR,b,链结合，从而造成,T,细胞的非特异性活化,。,抗原肽/,MHC,超抗原 TCRVb抗原肽MHC-IIaT 细胞APC超抗原,23,异种抗原：,来自另一物种的抗原。,同种异型抗原,：,来自同一物种的不同个体的抗原。,自身抗原：,胚胎期间未曾接触过或出生后发生了改变的自身成分。,独特型抗原：,存在于单个,T、B,细胞或抗体分子上的独特抗原，不同细胞克隆的独特型抗原不同。独特型抗原存在于,TCR、BCR,和抗体的,V,区。,异嗜性抗原：,存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。,异种抗原：来自另一物种的抗原。,24,预先或与抗原混匀后免疫机体能增强免疫应答的物质称为免疫佐剂。,完全弗氏佐剂,：,含矿物油、羊毛脂和死结核杆菌。,不完全佐剂,：含矿物油、羊毛脂不含结核杆菌。,（七）免疫佐剂（,Adjuvant,）,预先或与抗原混匀后免疫机体能增强免疫应答的物,25,二、获得性免疫系统的主要特点,Main Features of the Adaptive Immune system,1、,一个细胞克隆一种受体,：,通过抗原受体（,TCR,或,BCR）,特异,性识别抗原,。,5、,免疫耐受性：,对自身成分产生自身免疫耐受性（天然免疫耐受性）。,4、,免疫记忆,：,特异性免疫保持长期的免疫记忆。,3、,免疫效应,：,免疫细胞最终分化成为效应淋巴细胞，并通过抗体,或细胞因子、杀伤性细胞发挥免疫效应。,2、,克隆选择与扩增：,特异性淋巴细胞的克隆选择与扩增,二、获得性免疫系统的主要特点Main Features o,26,一个克隆一种受体（,TCR,或,BCR）,一种受体特异性识别一种抗原,（一）、,T,细胞和,B,细胞如何识别自然界天文数字的抗原？,T、B,细胞所表达的抗原受体的充分多样性,BCR 10,12,TCR 5X10,17,T,细胞和,B,细胞有众多的细胞克隆（,10,12,以上,）,一个克隆一种受体（TCR或BCR）（一）、T细胞和B细胞如何,27,（二）,MHC,分子与抗原识别（,MHC,限制性）,（三）抗原特异性淋巴细胞的克隆与扩增,TCR,识别由,MHC,递呈的抗原分子，而,BCR,可以直接识别抗原分子。,免疫活性细胞在识别抗原之后被抗原激活而迅速增殖（即克隆扩增），细胞数量激增上万倍，并分化为效应细 胞，少数成为记忆细胞。,（二）MHC分子与抗原识别（MHC限制性）（三）抗原特异性淋,28,外来抗原进入部位 发生免疫应答的部位,（四）外周淋巴器官与淋巴细胞循环,（分布广泛，利于识别活化）,血液 脾脏,呼吸道 扁桃体和颈部淋巴结,消化道 小肠黏膜相关淋巴组织,（,MALT）,皮肤 受侵部位的引流淋巴结,外来抗原进入部位 发生,29,（五）克隆清除与天然免疫耐受性,T,细胞和,B,细胞在正常情况下不会攻击自身成分，为什么？,识别自身成分的各种,T,、,B,细胞克隆在胚胎发育过程中被清除：,识别自身成分的各种,T,细胞和,B,细胞克隆在识别抗原之后，不发生克隆扩增而是引起克隆凋亡或处于无反应状态（,免疫耐受,）。,（五）克隆清除与天然免疫耐受性T细胞和B细胞在正常情况下不会,30,三、天然免疫系统与获得性免疫系统的相互合作,Collaboration Between Innate and Adeptive Immune System,三、天然免疫系统与获得性免疫系统的相互合作Collabora,31,T,细胞免疫应答需要抗原递呈细胞（,APC）,递呈抗原才能启动免疫应答。,B,细胞免疫应答需要,FDC,捕捉抗原，,B,细胞直接识别抗原，启动免疫应答。,（一）获得性免疫应答的启动,APC：,主要是树突细胞和巨噬细胞（即天然免疫细胞）,FDC：,淋巴结中的滤泡树突细胞。表面有补体受体，可以使抗原滞留于淋巴结内，较长久地递呈给,B,细胞，启动,B,细胞免疫应答。,T细胞免疫应答需要抗原递呈细胞（APC）递,32,2、抗体与补体的调理作用,（二）抗体与补体、吞噬细胞、,NK,细胞的,协同作用,1、抗体与抗原结合后能有效地激活补体，引起靶细胞的,溶解。,抗体的,IgG Fc,段与吞噬细胞、,NK,细胞表面的相应受体结合后，可以通过,ADCC,效应,更准确更有效地杀伤靶细胞。,吞噬细胞表面有,FcR1,和,C3bR,，,抗体,IgG,和补体,C3b,可以结合于吞噬细胞表面，使其更准确更有效的吞噬杀伤病原生物。,2、抗体与补体的调理作用（二）抗体与补体、吞噬细胞、NK细胞,33,（三）细胞因子的作用,（四）获得性免疫与天然免疫时间互补,活化,APC,IL1，,IL12,IFN-,、,IL18,诱导,T,细胞活化,获得性免疫系统：在初次接触抗原时，发挥效应,较慢,（,57天）,免疫力强 、特异而有效。,天然免疫系统:,迅速,发挥效应,，,但其防疫作用有限。,（三）细胞因子的作用（四）获得性免疫与天然免疫时间互补 活化,34,1、,天然免疫系统和获得性免疫系统的区别,2、抗原：理化特性,特异性：,T、B,细胞表位,免疫原性,免疫耐受,分类：,TD,与,TI,抗原,3、获得性免疫系统的主要特点,4、,TCR、BCR,与,MHC,5、,天然免疫系统与获得性免疫系统的相互协作。,小 结,1、 天然免疫系统和获得性免疫系统的区别小 结,35,