抗原（Antigen Ag）-免疫学教学课件

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,湖北理工学院精品课程,医学免疫学,1,第三,章,抗原,第一节 抗原的异物性和特异性,第二节,影响抗原诱导免疫应答的因素,第三节 抗原的种类,第四节 非特异性免疫刺激剂,2,一、抗原的概念,抗原Antigen Ag：是一类能刺激机体免疫系统产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与相应抗体或致敏淋巴细胞在体内、外发生特异性结合的物质。,3,二、抗原的根本特性：,a、免疫原性(immunogenicity)：抗原刺激免疫系统发生特异性免疫应答，诱生抗体或致敏淋巴细胞的能力。,b、抗原性antigenicity：抗原与相应的免疫应答产物相应的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合，引起免疫反响的性能。,4,完全抗原(complete antigen)：同时具有免疫原性和抗原性的抗原。如：多数蛋白质、细菌、病毒等。半抗原(hapten)：有些简单有机分子通常分子量4 kD，单独存在时不具有免疫原性，但具有抗原性，称半抗原。如多数的多糖、脂类和某些分子量小的药物青霉素，它们必须与蛋白质结合后才获得免疫原性。载体(carrier)：通常称与半抗原结合使半抗原具有免疫原性的物质。通常用大分子蛋白质作载体。如：多聚赖氨酸作载体。变应原Allergen)：能诱导变态反响的抗原。耐受原Tolerogen)：可诱导机体产生免疫耐受的抗原。,5,第一节 抗原的异物性和特异性,一.抗原的异物性,异物：但凡胚胎期未与免疫细胞接触过的物质，都可视为异物。,通常抗原来源与种系关系越远，免疫原性越强；反之越弱。如鸭血清蛋白对兔子呈强免疫原性，而对鸡那么呈弱免疫原性。,6,异物通常分为三类：,A、异种物质：如细菌、病毒、异种动物血清、植物蛋白质；亲缘关系越远，抗原性越强。,B、同种异体物质：如人类红细胞外表血型抗原(A、B、O)；组织相容性抗原等；,C、自身物质：改变的自身成份，如衰变的细胞，隐蔽的自身抗原释放入血，如眼晶体蛋白。,7,二、特异性,抗原的特异性(specificity)既表现在上免疫原性，又表现在抗原性上。免疫原性的特异性是指某一抗原只能刺激机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞；如伤寒沙门菌抗原只能诱导免疫系统产生抗伤寒沙门菌的抗体；抗原性的特异性是指某一抗原分子只能与相应的免疫应答的产物抗体或致敏的淋巴细胞特异性结合的专一性能，伤寒沙门菌也只能与抗伤寒沙门菌的抗体特异结合。,决定抗原特异性的结构根底是存在于抗原分子中的抗原表位。,8,1、抗原表位：Ag分子中决定其特异性的特殊化学基团，称为抗原表位，又称抗原决定簇。它是与TCR/BCR或抗体特异结合的根本结构单位。,蛋白质：517个氨基酸残基 多糖：57个多糖残基,抗原结合价：指抗原能与抗体分子结合的抗原表位的总数。半抗原为一价，1个抗原表位。完全抗原：多个抗原表位，多价抗原。单价抗原：只能与抗体的一个抗原接合部位结合。多价抗原：分子外表常有多种、多个决定簇，能与多个抗体结合。,9,第一节 抗原的异物性与特异性,10,2、抗原表位的分类,根据抗原表位的结构特点，可将其分为顺序表位和构象表位。,a、顺序表位sequential determinant：是指肽链上由一段序列相连续的线性氨基酸残基所形成的，又称线性表位linear determinant。T细胞识别结合的抗原表位均为线性表位，又称为T细胞表位。,11,b、构象表位conformational determinant：是指多肽或多糖链上由空间位置相邻而序列上不连续的氨基酸或多糖残基所形成的表位，又称非线性表位。构象表位通常位于抗原分子外表，是B细胞和抗体识别结合的抗原表位又称为B细胞表位。,B细胞识别结合的抗原表位包括构象表位和存在于抗原分子外表的线性表位，T细胞只能识别结合MHC分子提呈的线性表位，通常天然抗原既含T表位又有B表位。,12,第一节 抗原的异物性与特异性,2.抗原表位的类型：,2从被免疫细胞识别上分,B细胞表位,T细胞表位,13,T细胞和B细胞表位的特性比较,抗原分子表面,抗原分子任意部位,表位位置,构象表位，线性表位,线性表位,表位类型,5,15Aa，5,7个单糖，5,7个核苷酸,8,12Aa（CD8,+,T.cell）12,17Aa（CD4,+,T.cell）,表位大小,天然的多肽、多糖、脂多糖、有机化合物,主要是线性短肽,表位性质,无需,必需,MHC分子,BCR,TCR,表位受体,B细胞表位,T细胞表位,区别点,14,第一节 抗原的异物性与特异性,3.影响抗原特异性的因素,-由抗原表位的种类、性质、数目和空间构型所决定,化学基团,性质,对抗原表位特异性的影响,半抗原,反应强度,氨苯磺酸,氨苯砷酸,氨苯甲酸,SO,3,H,NH,2,AsO,3,H,NH,2,COOH,NH,2,+,+,+/,半抗原,化学基团,位置,对抗原表位特异性的影响,反应强度,间位氨苯磺酸,SO,3,H,NH,2,+,+/,邻位氨苯磺酸,邻位氨苯磺酸,NH,2,SO,3,H,NH,2,SO,3,H,+,15,4.半抗原载体效应,在免疫应答中，B细胞提呈载体表位给Th细胞，Th细胞活化后再辅助激活B细胞，即以载体把特异T-B细胞连接起来T-B桥联，T细胞才能激活B细胞，称载体效应。,在免疫应答中，B细胞识别半抗原B细胞表位,T细胞识别载体表位T细胞表位,载体效应,第一节 抗原的异物性与特异性,16,5.共同抗原表位和交叉反响,一种共同抗原刺激机体产生的,抗体,与具有相同或相似决定基的抗原之间出现的反应。,交叉反应（cross action）：,共同抗原（common antigen）：,不同的抗原之间存在相同或相似,的抗原,表位，这种共有或相似的抗原表位称为共同抗原。,17,18,第二节 影响抗原诱导免疫应答的因素,某种物质是否具有免疫原性，能否诱导机体产生免疫应答，主要取决于,物质本身的理化性质,及,其与机体的相互作用,。,一、抗原的理化性质,1、化学性质,具有免疫原性的物质通常是,大分子有机物，无机物没有免疫原性,，,蛋白质、糖蛋白和脂蛋白免疫原性强,，多糖和多肽有一定的免疫原性，,脂类和核酸在正常情况下无免疫原性,。,19,2.分子大小,免疫原性良好的物质分子量一般都在10千dal以上。分子量小于5000其免疫原性较弱。,分子量越大，免疫原性越强，其原因有：,分子量越大，外表抗原决定簇越多，对淋巴细胞活化作用就越强。,大分子物质溶解于水中呈胶体状，化学结构较稳定，不易被机体破坏或排除，在体内存留时间较长，有利于刺激免疫系统产生免疫应答。,20,3、化学组成,含有大量芳香族氨基酸的蛋白质，尤其酪氨酸的蛋白质免疫原性更强。如卵蛋白既含有芳香族氨基酸又呈环状结构，故它具有很强的免疫原性；大分子物质并不一定都具有免疫原性，明胶分子量为10kd，但免疫原性却很弱，因为它是由直链氨基酸组成，缺乏芳香族氨基酸，稳定性差。假设在明胶分子中接上2%的酪氨酸，其免疫原性大大增强。相反，某些低分子多肽，如胰岛素，其分子量为731dal，也有较强的免疫原性。,21,4、分子构象,某些抗原分子在,天然状态,下可诱导特异性抗体，但构象改变后，却失去了诱生同样抗体的能力。这是因为其,构象表位改变的缘故,。因此，抗原分子的空间构象很大程度上影响抗原的免疫原性。,5、易接近性：,指抗原分子中抗原表位能否被淋巴细胞,抗原受体所接近的程度,。,6、物理状态：,化学性质相同的抗原物质可因其物理状态不同而呈现不同的免疫原性，一般,聚合状态的抗原较其单体免疫原性强，颗粒性抗原强于可溶性抗原,。,22,抗原氨基酸残基的,位置和间距,与免疫原性的关系,23,二、宿主方面的因素,1、遗传因素：机体对抗原的应答是受免疫应答基因MHC控制的。因个体遗传基因不同，故人群众中对同一抗原可有高、中、低不同程度的应答。如多糖抗原对小鼠具有免疫原性，对豚鼠无免疫原性。,2、年龄、性别、健康状态:一般说青壮年动物比幼年和老年动物免疫应答强，新生动物或婴幼儿对多糖类抗原不应答，故易引起细菌感染；女性比男性抗体生成高；感染和免疫抑制剂都能干扰和抑制对抗原的应答。,24,三、抗原进入机体的方式,免疫抗原的剂量、途径、次数及免疫佐剂的选择都明显影响机体对抗原的应答。抗原剂量要适中，太低和太高那么诱导免疫耐受。免疫途径以皮内免疫最正确，皮下免疫次之，腹腔注射和静脉注射效果差，口服易诱导免疫耐受，注射间隔要适当，次数不要太频繁，要选择好免疫佐剂，明矾佐剂主要诱导IgE类抗体产生。同抗原一起或预先注入机体，能增强机体对抗原的免疫应答能力，这类物质称为佐剂。,25,第三节 抗原的种类,一、根据诱导抗体产生是否需要T细胞参与分类,胸腺依赖性抗原thymus dependent antigen TD-Ag,胸腺非依赖性抗原thymus independent antigen TI-Ag,1、TD-Ag：需要在T细胞参与下，才能激活B细胞产生抗体。TD-Ag分子由B表位和T表位组成。绝大多数的蛋白质抗原细菌、细胞、血清蛋白为Td-Ag,如：病原微生物、血细胞、血清蛋白。,特点：能刺激机体产生的抗体有IgM和IgG；均含蛋白质成分；能引起体液免疫与细胞免疫；并有免疫记忆。,26,2、TI-Ag:,这类抗原不需要T细胞协助，能直接刺激B细胞产生抗体。由多个重复的B表位组成。如：细菌多糖、荚膜多糖和聚合鞭毛蛋白。,特点：能刺激机体产生的,抗体有IgM,；不都含蛋白质成分；不能引起,细胞免疫应答；也无免疫记忆,。,27,二、根据抗原与机体的亲缘关系分类,1、异嗜性抗原：是一类与种属特异性无关，存在不同种系生物间的共同抗原。如：溶血性链球菌的细胞膜与肾小球基底膜及心肌组织有共同抗原存在，故在链球菌感染后，有可能出现肾小球肾炎或心肌炎。大肠杆菌O14型脂多糖与人结肠粘膜有共同抗原存在，又可能导致溃疡性结肠炎的发生。,2、异种抗原：指来自另一物种的抗原物质。如：植物花粉，异种动物血清，各种微生物及其代谢产物。,a、病原生物,微生物是一个含有多种抗原决定簇的天然抗原复合物，细菌具有外表抗原、鞭毛抗原、菌毛抗原、菌体抗原等，这些抗原成分都可以作为微生物鉴定分型的依据。,28,b、外毒素、类毒素和抗毒素,外毒素extoxin：有些细菌在生长繁殖的过程中，向菌体外分泌有毒的物质称为外毒素。特点：外毒素是蛋白质，毒性很强，抗原性也很强。,类毒素toxoid：外毒素经过0.3%-0.4%甲醛处理后，失去毒性，但保存有抗原性。,抗毒素antitoxin：外毒素和类毒素均能刺激机体产生抗体，该抗体能中和毒素，阻止毒素与敏感细胞结合，防止机体中毒，此抗体称为抗毒素。,3、同种异型抗原：指来自同种生物而基因型不同的个体的抗原物质。如：人类红细胞血型抗原、组织相容性抗原和免疫球蛋白同种异型抗原等。,29,a、ABO血型抗原：根据人类红细胞外表A、B抗原的不同，可将血型分为A型、B型、AB型和O型。ABO血型不符的血液在体外混合可出现凝集现象，如输入体内可引起溶血反响。,b、Rh血型抗原：恒河猴红细胞抗血清能与多数人的红细胞发生凝聚，说明在人类红细胞和恒河猴红细胞外表具有某种相同的血型物质，称为Rh血型抗原。,正常情况下，人体血清中不存在针对Rh抗原的抗体，当Rh阳性红细胞进入Rh阴性个体时，可刺激机体产生针对Rh抗原的IgG类抗体，此类抗体可通过胎盘，当体内Rh抗体的妇女妊娠、且胎儿血型为Rh阳性时，就可能引起婴儿流产或引起新生儿溶血症。,30,4、自身抗原antoantigen：是指在机体发育过程中与免疫系统相对隔绝，未能与T、B淋巴细胞接触的自身物质或结构改变的自身物质。正常情况下机体对自身成分不产生免疫应答，即免疫耐受。但在病理情况下，机体对自身抗原产生强的免疫应答，导致自身免疫病。,a、隐蔽抗原有些组织器官的抗原成份，如脑、晶状体、精子、甲状腺球蛋白等，从胚胎时期开始，就与免疫系统隔离，而成为隐蔽抗原。机体对这些组织、细胞的抗原成份无免疫耐受性。一旦由于外伤、感染或其它原因，使隐蔽抗原释放入血，与免疫活性细胞接触，引起免