02第二章 抗原
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第二章 抗原
二.病毒抗原（以HBV为例） 病毒抗原（ HBV为例 为例）
（表面抗原）
HBeAg（e抗原） (核心抗原）
乙型肝炎的诊断
1.肝功能
肝功能检查在诊断任何一种肝炎时，都是必不可少的检查 手段。但仅依据肝功能的异常与临床表现，无论是病人自己， 还是医生都无法判断是何种类型的肝炎。当医生通过对病史等 的了解后，怀疑病人可能是乙型肝炎时，一定会对病人进行 “两对半”检查。
1.一个完全抗原分子既有载体表位也有半抗 原表位。T细胞识别载体表位，B细胞识别半 抗原表位。但Th细胞和B细胞必须识别同一 抗原分子（的不同表位），才能相互作用。 2.载体效应：在初次与再次免疫时，半抗原 续结合在相同载体上，才能产生抗相同半抗 原的抗体。
二.共同抗原表位与交叉反应 共同抗原表位与交叉反应
2.抗原分子的理化特性 抗原分子的理化特性
（1）分子量大小和分子结构的复杂性 （2）化学性质、分子构象、易接近性 免疫原性：蛋白质〉多糖〉核酸〉脂类 （3）物理状态
二.宿主因素 宿主因素
1.遗传因素 2.年龄、性别、健康状态
三.接触抗原的方式 接触抗原的方式
途径、剂量及次数、佐剂
一.决定抗原特异性的分子结构基础
TDTD-Ag 抗原决定簇 T、B细胞表位 （决定簇） + + 多种 + TI-Ag TI重复B 重复B细胞表位 （决定簇） + IgM -
体液免疫 细胞免疫 抗体类型 免疫记忆
二.根据抗原与机体的亲缘关系 根据抗原与机体的亲缘关系
1.异种抗原 指来自另一物种的抗原。 （1）各种病原微生物 （2）外毒素、类毒素和抗毒素 2 2.同种异型（体）抗原 指来自同种生 物不同个体的抗原，如红细胞抗原 （ABO血型、Rh血型抗原）、组织相容 性抗原。
第二章 抗原
溶血性链球菌 肾小球基底膜 溶血性链球菌 心肌 大肠杆菌O14型 结肠粘膜
共同抗原 急性肾小球肾炎 共同抗原 风湿病
共同抗原 溃疡性结肠炎
4、超抗原
金黄色葡萄球菌肠毒素 链球菌致热外毒素
HIV的囊膜糖蛋白gp120
二、同种异型抗原
ABO血型系统： A、B、AB、O四型
人类ABO（H）血型系统的分类
动物免疫血清
2．同种异型抗原 ( allogenic Ag )
在同一种属不同个体之间所存在的抗原 血型(红细胞)抗原、组织相容性抗原
3．自身抗原（autoantigen） – 修饰的自身抗原
– 隐蔽抗原
角膜蛋白、男子精液等发育过程中的 隔离成分。
二. 根据产生抗体时需否Th细胞参与分类
• 胸腺依赖抗原 ( thymus dependent antigen,TD-Ag )
大多数人
无应答
初次
青霉素 机体
降解
青霉烯酸 少数人 蛋白
再次
致敏状态
抗青霉 产生 青霉烯 素-IgE 酸蛋白
过敏性休克
(一)、异物性（免疫原性的本质）
• 异种物质: 病原微生物、异种蛋白、花粉、药物 种系关系相差越远，免疫原性越强 • 同种异体: 血型抗原、组织抗原 • 自身物质: 精子、眼晶体蛋白、脑组织
影响抗原诱导免疫应答的因素 一、异物性
抗原与机体之间种族关系越远，组织结构
差异越大，免疫原性越强。 异种物质、同种异体物质、自身物质
二、抗原的理化状态
1、化学性质
天然抗原多为大分子有机物。蛋白质、多糖 一般蛋白质是良好的抗原。多糖及多肽也具 有一定的免疫原性。
2、分子大小
一种物质是否具有抗原性，与其分子大小有关
兽医免疫学02.抗原
特异性是免疫应答中最重要的特点，是免疫学诊 断和防治的理论依据。
一．抗原特异性的物质基础――抗原决定簇
抗原决定簇（antigenic determinant, AD），又 称为表位（epitope），是存在与抗原表面的特殊化学有特异 性的物质基础。
抗原决定簇的大小相当于相应抗体的抗原结合部位。 一般蛋白质的抗原决定簇由5～6个氨基酸残基组成。抗 原的特异性是由这些氨基酸残基所决定。
第五节 医学上重要抗原
一．微生物及其代谢产物 如细菌、病毒等，还有其代谢产物如外毒素(类毒素)。
二．动物免疫血清 免疫血清，对本种动物具有治疗疾病的作用；对另一种
动物，则是异种蛋白，具有抗原性。 三．同种异体抗原
在同种动物的不同个体之间，由于遗传基因的不同，组 织器官中存在着不同的抗原成分，即同种异体抗原。 四．自身抗原
是指先于抗原或与抗原一起注入动物机体，可增强机体对 抗原的特异性免疫应答或改变免疫应答类型的一类物质。 二．佐剂的种类
一般可分为： ①无机佐剂，如氢氧化铝、明矾等； ②有机佐剂，如卡介苗、内毒素等； ③合成佐剂，如双链多聚核苷酸、胞苷酸等； ④油剂，如弗氏佐剂、植物油、矿物油等。
半抗原(incomplete antigen or hapten)：指指具有反 应原性而缺乏免疫原性的物质。
四．免疫原(immunogen)
指完全抗原，既能刺激机体产生免疫应答的物质。
第二节 构成抗原的条件
构成抗原的物质需具备三个条件，即异物性、一定 理化性状和完整性。 一．异物性(foreigness)
兽医免疫学
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
绪论 抗原 免疫系统 抗体 非特异性免疫 特异性免疫 变态反应 免疫学实验技术 免疫学防治技术
一．抗原特异性的物质基础――抗原决定簇
抗原决定簇（antigenic determinant, AD），又 称为表位（epitope），是存在与抗原表面的特殊化学有特异 性的物质基础。
抗原决定簇的大小相当于相应抗体的抗原结合部位。 一般蛋白质的抗原决定簇由5～6个氨基酸残基组成。抗 原的特异性是由这些氨基酸残基所决定。
第五节 医学上重要抗原
一．微生物及其代谢产物 如细菌、病毒等，还有其代谢产物如外毒素(类毒素)。
二．动物免疫血清 免疫血清，对本种动物具有治疗疾病的作用；对另一种
动物，则是异种蛋白，具有抗原性。 三．同种异体抗原
在同种动物的不同个体之间，由于遗传基因的不同，组 织器官中存在着不同的抗原成分，即同种异体抗原。 四．自身抗原
是指先于抗原或与抗原一起注入动物机体，可增强机体对 抗原的特异性免疫应答或改变免疫应答类型的一类物质。 二．佐剂的种类
一般可分为： ①无机佐剂，如氢氧化铝、明矾等； ②有机佐剂，如卡介苗、内毒素等； ③合成佐剂，如双链多聚核苷酸、胞苷酸等； ④油剂，如弗氏佐剂、植物油、矿物油等。
半抗原(incomplete antigen or hapten)：指指具有反 应原性而缺乏免疫原性的物质。
四．免疫原(immunogen)
指完全抗原，既能刺激机体产生免疫应答的物质。
第二节 构成抗原的条件
构成抗原的物质需具备三个条件，即异物性、一定 理化性状和完整性。 一．异物性(foreigness)
兽医免疫学
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
绪论 抗原 免疫系统 抗体 非特异性免疫 特异性免疫 变态反应 免疫学实验技术 免疫学防治技术
第二章抗原第一节抗原的分类一定义免疫原性刺激生物体
* 半抗原与载体(Carrier)
半抗原本身不具有免疫原性,必须与某种载 体偶联才能表现免疫原性.如：青霉素，Dig. 在偶联的分子中,半抗原相当于一个抗原决 定簇,或者是一个免疫优势残基.它诱发的抗体 能与半抗原特异结合. 载体效应: -------不同载体引起产生针对同一种半抗原 的不同抗体.无交叉回忆反应.
15
佐剂（Adjuvant): 可使原来抗原性较差的物质变为较 强,刺激体内产生抗体。 佐剂内容：包括细菌,有机物,无机物。 如:卡介苗(分枝杆菌)，纤维素，硬脂酸，明矾。
福氏佐剂（Freund’s Adjuvant): 石蜡油/羊毛脂/卡介苗 福氏完全佐剂（ Complete~; CFA): (石蜡油7:3羊毛脂) :卡介苗=1:1 福氏不完全佐剂（Incomplete~;IFA): 无卡介苗 其作用是产生炎症吸引一些免疫反应细胞,延长抗 原与淋巴细胞接触时间。 16
17
载体效应:
BSA-DNP(二硝基苯):----- Ab1 OA-- DNP : -------------Ab2 都能与DNP结合 但无回忆反应
18
Ab量 时间
首次免疫 再次免疫
Fig.1 以载体a-交连的半抗原（Ca-A）免疫曲线
19
Ab量
时间
首次免疫 再次免疫
(Ca-A)
(Cb-A)
Fig.2 以不同载体交连的半抗原免疫曲线
免疫学多媒体教学系统 Immunology
复旦大学 生命科学学院 分子免疫学实验室
朱乃硕
2000年2月编
25
2
第一节 抗原的分类
一. 抗原的类别 1. 天然抗原: 指天然的生物,细胞及天然的生 物产物.主要来自动物,植物,微生物. (1).细胞,细菌和病毒抗原 (2).蛋白质类抗原 (3).糖类,脂类,核酸多为较弱的抗原及半 抗原.
免疫学导论 第二章 抗原
A型血 红细胞
B型血 红细胞
O型血 红细胞
AB型 红细胞
根据红细胞表面有无特异性抗原（凝集原）A和B来划分的血液类 型系统。ABO血型系统是1900年奥地利兰茨泰纳发现和确定的人 类第一个血型系统。根据凝集原A、B的分布把血液分为A、B、 AB、O四型: 1)红细胞上只有凝集原A的为A型血，其血清中有抗B凝集素； 2)红细胞上只有凝集原B的为B型血，其血清中有抗A的凝集素； 3)红细胞上A、B两种凝集原都有的为AB型血，其血清中无抗A、 抗B凝集素； 4)红细胞上A、B两种凝集原皆无者为O型，其血清中抗A、抗B凝 集素皆有。 具有凝集原A的红细胞可被抗A凝集素凝集；抗B凝集素可使含凝 集原B的红细胞发生凝集。
第二章 抗原
Antigen
什么是抗原？（化学物质） 抗原有哪些特性？ 抗原有哪些类别？
【目的要求】
【目的要求】 1.掌握:抗原概念及其特性： 2.熟悉：半抗原、抗原表位、超抗原等 概念，及成为抗原的条件。 3.了解:抗原组学及在疫苗研究中的重 要作用
教学内容
第一节 第二节 第三节 第四节 抗原的基本概念和类别 影响免疫原性的因素 抗原的特异性和抗原决定簇 抗原组学
2、超抗原的种类
1）外源性超抗原：主要为微生物毒素，如：
金黄色葡萄球菌肠毒素A－E，A族链球菌M蛋
白，致热外毒素A-C，关节炎支原体丝裂原，小肠
结肠类耶氏菌膜蛋白等。
2）内源性超抗原：主要为逆转录病毒产物。如：
病毒DNA与宿主DNA整合，表达的病毒蛋白质 产物。
2 、超抗原的作用机制、特点：（超抗原与普通 （超抗原与普通抗原的不同） 抗原的不同）
（1）超抗原不需抗原递呈细胞（APC）加工处理。
（2）可直接与抗原递呈细胞的MHC-Ⅱ类分子结合，结合部位
第2章抗体与抗原
三、抗原决定簇
1. 概念 抗原分子并非所有的基团都作用一致，决定其免疫活性 的只是其中的一小部分抗原区域。抗原分子表面具有特殊立体 构 型 和 免 疫 活 性 的 化 学 基 团 称 为 抗 原 决 定 簇 (antigenic determinant)或抗原决定基。由于抗原决定簇通常位于抗原分子 表面，因而又称为抗原表位(epitope) 。抗原决定簇决定抗原的 特异性。
免疫原性(immunogenicity) （抗原作用）指能刺激机体 产生抗体和致敏淋巴细胞的特性。
反应原性(reactinogenicity) （抗原反应）指抗原与相应 的抗体或致敏淋巴细胞发生反应的特性，此特性又称 为免疫反应性(immunoreactivity)。
2. 完全抗原与半抗原
抗原又分为完全抗原与不完全抗原。 既具有免疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原
自身抗原 动物自身的组织通常情况下不具有免疫原性。
2. 大分子 抗原的免疫原性与其分子大小有直接关系。免疫原性良好的物质分 子量一般都在10000以上 ，在一定条件下，分子量越大，免疫原性越强。分 子量小于5000其免疫原性较弱。分子量在l 000以下的物质为半抗原，没有免 疫原性。但与蛋白质载体结合后可获得免疫原性。
3. 分子结构 相同大小的分子如果化学组成、分子结构和空间构象不同，其免 疫原性也有一定的差异。一般讲，分子结构和空间构型越复杂，免疫原性越 好。芳香环结构比直链结构强。
4. 物理性 颗粒性抗原的免疫原性通常比可溶性抗原强。可溶性抗原分子聚 合后或吸附在颗粒表面可增强其免疫原性。例如将甲状腺蛋白与聚丙烯酰 胺颗粒结合后免疫家兔可使IgM的效价提高20倍。免疫原性弱的蛋白质如 果吸附在氢氧化铝胶、脂质体等大分子颗粒上可增强其免疫原性。 5. 完整性 所以抗原物质通常要通过非消化道途径以完整分子状态进入体 内，才能保持抗原性。
第二章__抗原
（一）TD-Ag TD刺激B细胞产生抗体时需Th细胞辅助。 Th细胞辅助 刺激B细胞产生抗体时需Th细胞辅助。 大多为大分子蛋白,表面决定簇种类多。 大多为大分子蛋白,表面决定簇种类多。 细菌、血细胞、血清蛋白等。 如：细菌、血细胞、血清蛋白等。 特点： 特点：①需Th细胞辅助 Th细胞辅助 ②能诱导体液免疫及细胞免疫 ③能诱导产生各种类型抗体 ④引起回忆反应
（二）TI-Ag TI刺激B细胞产生抗体时不需T细胞辅助。 刺激B细胞产生抗体时不需T细胞辅助。 抗原带有重复出现的同一抗原决定簇。 抗原带有重复出现的同一抗原决定簇。 如：细菌脂多糖、聚合鞭毛素、荚膜多糖。 细菌脂多糖、聚合鞭毛素、荚膜多糖。 特点： 不需T 特点：①不需TH细胞辅助 ②只能诱导体液免疫 ③只能诱导产生IgM类抗体 只能诱导产生IgM类抗体 IgM ④不引起回忆反应
三、抗原的特异性与交叉反应
抗原特异性是指某一特定抗原只能刺激 机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞， 机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞， 且只能与该抗体或淋巴细胞结合的特性。 且只能与该抗体或淋巴细胞结合的特性。 1. 抗原表位 （epitope） 是指存在于抗原分子中的决定抗原特异 性的特殊化学基团，又称抗原决定簇。 抗原决定簇 性的特殊化学基团，又称抗原决定簇。
免疫原性 抗原性
二、决定抗原免疫原性的因素
（一）异物性 首要条件 指非已物质或胚胎期未与免疫活性细胞接触 过的物质。 其免疫原性就越强。 过的物质。遗传关系越远 , 其免疫原性就越强。 主要包括： 主要包括： 异种物质：如病原微生物，动物血清等。 异种物质：如病原微生物，动物血清等。 同种异体物质： ABO血型物质 同种异体物质：如ABO血型物质 脑组织、晶状体、 改变和隐蔽的自身物质 ：脑组织、晶状体、甲 状腺、精子等。 状腺、精子等。
第2章-抗原
(2) 细胞因子、热休克蛋白、C3d等
26
（二）佐剂的作用机理
1．改变抗原的物理性状，延缓其降解和排除 延长抗原 在体内的滞留时间以更有效地刺激免疫系统。
2．刺激单核－巨噬细胞系统，增强其对抗原的处理和递 呈能力。
3．刺激淋巴细胞的增殖与分化。
（三）佐剂的应用
1．增强特异性免疫应答 可用于预防接种及动物的抗血清制备。
18
第三节 抗原的种类及其医学意义
1. 根据对T细胞的依赖性分类
◆ 胸腺依赖抗原（TD抗原）：亦称T细胞依赖抗原 ◆ 胸腺非依赖抗原（TI抗原）：亦称T细胞非依赖抗原
19
TI-1抗原: 具多克隆激活作用，成熟与不成熟的B细 胞均可对其发生反应，主要代表为细菌脂多糖。
TI-2抗原: 表面为多个重复表位，但只能刺激成熟的 B细胞，该类抗原包括肺炎荚膜多糖、聚合鞭毛 素等。
物抗原、变应原或过敏原、耐受原等 (4) 根据理化性质：颗粒性抗原与可溶性抗原，蛋白抗原、
多糖抗原及多肽抗原等
24
第四节 其它非特异性免疫刺激剂 (nonspecific immunostimulator)
一、佐剂(adjuvant)
将其预先或与抗原一起注射给机体可增强免疫应答或 改变应答类型的物质。
17
1. 抗原异质性与共同表位
抗原异质性(heterogeneity)即抗原物质的非均一性, 同一分子 表面可存在不同的表位。
共同表位 (common epitope) : 即不同的抗原上存在
的相同或相似的抗原决定基.
2. 交叉反应的意义
(1) 诱发自身免疫病：异嗜性抗原 (2) 诊断：排除交叉反应；利用交叉反应 (3) 治疗：终止免疫耐受
一、抗原的理化性质
26
（二）佐剂的作用机理
1．改变抗原的物理性状，延缓其降解和排除 延长抗原 在体内的滞留时间以更有效地刺激免疫系统。
2．刺激单核－巨噬细胞系统，增强其对抗原的处理和递 呈能力。
3．刺激淋巴细胞的增殖与分化。
（三）佐剂的应用
1．增强特异性免疫应答 可用于预防接种及动物的抗血清制备。
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第三节 抗原的种类及其医学意义
1. 根据对T细胞的依赖性分类
◆ 胸腺依赖抗原（TD抗原）：亦称T细胞依赖抗原 ◆ 胸腺非依赖抗原（TI抗原）：亦称T细胞非依赖抗原
19
TI-1抗原: 具多克隆激活作用，成熟与不成熟的B细 胞均可对其发生反应，主要代表为细菌脂多糖。
TI-2抗原: 表面为多个重复表位，但只能刺激成熟的 B细胞，该类抗原包括肺炎荚膜多糖、聚合鞭毛 素等。
物抗原、变应原或过敏原、耐受原等 (4) 根据理化性质：颗粒性抗原与可溶性抗原，蛋白抗原、
多糖抗原及多肽抗原等
24
第四节 其它非特异性免疫刺激剂 (nonspecific immunostimulator)
一、佐剂(adjuvant)
将其预先或与抗原一起注射给机体可增强免疫应答或 改变应答类型的物质。
17
1. 抗原异质性与共同表位
抗原异质性(heterogeneity)即抗原物质的非均一性, 同一分子 表面可存在不同的表位。
共同表位 (common epitope) : 即不同的抗原上存在
的相同或相似的抗原决定基.
2. 交叉反应的意义
(1) 诱发自身免疫病：异嗜性抗原 (2) 诊断：排除交叉反应；利用交叉反应 (3) 治疗：终止免疫耐受
一、抗原的理化性质
南医大-医学免疫学-第2章抗原
抗原的剂量
抗原的剂量与免疫原性密切相 关，适量浓度的抗原能更好地 刺激机体产生免疫应答。
机体的内在因素
机体的生理状态、遗传背景、 免疫水平等因素也会影响对不
同抗原的免疫应答。
增强免疫原性的方法
改变抗原的化学性质
通过修饰和改变抗原的化学性质，可 以增强其免疫原性。
增强抗原的物理性状
通过改变抗原的物理状态，如增加颗 粒大小、提高溶解度等，可以增强其 免疫原性。
抗原特异性
MHC分子与抗原的结合具 有特异性，确保免疫应答 的准确性。
免疫记忆
MHC分子能够将抗原信息 传递给T细胞，形成免疫 记忆，提高二次免疫应答 的效率。
T细胞对抗原的识别
直接识别
T细胞通过TCR直接识别抗 原肽-MHC复合物。
间接识别
T细胞通过识别由抗原激活 的细胞表面表达的炎症因 子。
识别多样性
04 抗原与抗体的相互作用
抗原抗体结合的特点
高度特异性
01
抗原抗体结合具有高度特异性，只能与相应的抗原发生结合，
这是免疫反应识别和清除外来物质的基础。
不可逆性
02
抗原抗体结合后通常形成稳定的复合物，不易解离，这是免疫
应答过程中发挥持久作用的重要机制。
亲和力
03
抗原抗体结合的亲和力是指抗原和抗体结合的强度和速度，亲
产生免疫记忆
抗原抗体结合后，免疫系统能够记忆这种抗原，并在再次接触时 迅速产生更强烈的免疫应答。
诊断疾病
通过检测抗原抗体结合反应，可以对疾病进行诊断和监测，例如 检测病毒或细菌感染的抗体。
05 抗原的免疫原性
免疫原性的概念
免疫原性是指抗原刺激机体产 生免疫应答的能力，即抗原能 刺激机体产生特异性免疫效应 的能力。
第二章抗原
抗原
抗原
抗原 (antigen, Ag)
I. 抗原的性质与分子结构基础 II. 影响抗原免疫原性的因素 III. 抗原的种类 IV. 非特异性免疫刺激剂
2019/5/16
2
抗原
抗原的概念
广义抗原 – 泛指能够被固有和适应性免疫细胞识 别结合，导致上述免疫细胞活化发生免疫应答的 物质。
狭义抗原 – 能被TCR/BCR识别并特异性结合，使 T/B细胞活化、增殖、分化为效应T细胞和/或产生 抗体；又能在体内、外与相应免疫应答产物 (效应 T细胞或抗体) 特异性结合，产生免疫效应或反应 的物质。
交叉反应 – 某种抗原刺激机体产生的抗体， 与具有相同或相似表位的其他抗原发生的 反应。
交叉反应的临床表现举例：某些β-溶血性链球菌 感染后可引发急性风湿热 (心脏瓣膜病和关节炎)
2019/5/16
16
抗原
共同抗原 与 交叉反应
2019/5/16
17
抗原
II. 影响抗原免疫原性的因素
抗原分子的理化性质与结构 宿主的因素 抗原进入机体的途径和方式
9
抗原
影响抗原特异性的因素
1. 抗原表位/化学基团的性质 2. 抗原表位/化学基团的空间位置 3. 抗原表位/化学基团的立体构象 人工抗原 (半抗原–载体复合物) 实验论证
2019/5/16
10
抗原
人工抗原实验
4种半抗原分别与同一种蛋白载体结合，制成4种人工抗原 (完全抗原)
↓ 用这4种人工抗原分别免疫实验动物
异种物质 – 病原体、动物蛋白 同种异体物质 – 不同人体之间的移植物、红细胞 改变的自身成分 隐蔽的自身成分
2019/5/16
6
抗原
抗原
抗原 (antigen, Ag)
I. 抗原的性质与分子结构基础 II. 影响抗原免疫原性的因素 III. 抗原的种类 IV. 非特异性免疫刺激剂
2019/5/16
2
抗原
抗原的概念
广义抗原 – 泛指能够被固有和适应性免疫细胞识 别结合，导致上述免疫细胞活化发生免疫应答的 物质。
狭义抗原 – 能被TCR/BCR识别并特异性结合，使 T/B细胞活化、增殖、分化为效应T细胞和/或产生 抗体；又能在体内、外与相应免疫应答产物 (效应 T细胞或抗体) 特异性结合，产生免疫效应或反应 的物质。
交叉反应 – 某种抗原刺激机体产生的抗体， 与具有相同或相似表位的其他抗原发生的 反应。
交叉反应的临床表现举例：某些β-溶血性链球菌 感染后可引发急性风湿热 (心脏瓣膜病和关节炎)
2019/5/16
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抗原
共同抗原 与 交叉反应
2019/5/16
17
抗原
II. 影响抗原免疫原性的因素
抗原分子的理化性质与结构 宿主的因素 抗原进入机体的途径和方式
9
抗原
影响抗原特异性的因素
1. 抗原表位/化学基团的性质 2. 抗原表位/化学基团的空间位置 3. 抗原表位/化学基团的立体构象 人工抗原 (半抗原–载体复合物) 实验论证
2019/5/16
10
抗原
人工抗原实验
4种半抗原分别与同一种蛋白载体结合，制成4种人工抗原 (完全抗原)
↓ 用这4种人工抗原分别免疫实验动物
异种物质 – 病原体、动物蛋白 同种异体物质 – 不同人体之间的移植物、红细胞 改变的自身成分 隐蔽的自身成分
2019/5/16
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抗原
第二章-抗原
缺乏降解性
例如： 含L-氨基酸的蛋白质易降解，具有抗原性 含D-氨基酸的聚合体不易降解，不具有抗原性
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五、 抗原进入机体的方式 抗原剂量
不足
无抗体产生
应答
过多
无抗体产生
低剂量抗原诱导低带耐受 (low-zone tolerance) 高剂量抗原诱导高带耐受
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(high-zone tolerance)
2.3、抗原的种类
46
（一）根据抗原诱生抗体是否需T细胞辅助：
1. 胸腺依赖抗原（thymus dependent antigen, TD antigen）：
此类抗原刺激B细胞产生抗体的过程中必需依赖T 细胞辅助，绝大多数蛋白质抗原属于此类抗原， 由T细胞表位和B细胞表位组成。
2. 胸腺非依赖抗原（thymus independent antigen, TI antigen）：
26
二、分子大小
分子大小
（1）一种物质是否具有抗原性，与其分子大小有关： 通常情况下，具有抗原性的物质，分子量都较大 ≥10ku 强免疫原性
分子量
＜ 10ku ＜ 4ku
弱免疫原性 多无免疫原性
Байду номын сангаас
27
三、分子结构和立体构象的复杂性
1.在蛋白质分子中
含有大量芳香族氨基酸， 尤其是含有酪氨酸的蛋白质 非芳香族氨基酸
抗原能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。
即刺激B细胞产生抗体（体液免疫），刺激T细胞产生淋巴 因子（细胞免疫）。
T
T
Effector T cell
Ag B
浆细胞
antibody 11
2、反应原性（reactionogenicity）：抗原性
第二章 抗原
7
二、理化性质 1. 分子大小 以蛋白质为例： 分子大小: 以蛋白质为例：
强抗原： 强抗原： MW > 10KD； ； 弱抗原: 介于5KD----10KD之间 弱抗原 MW介于 介于 之间 无抗原性: 无抗原性 MW<5KD --分子量越大，结构越稳定，越不易清除 分子量越大，结构越稳定， 分子量越大 --分子量越大，表面抗原决定簇越多 。 分子量越大， 分子量越大
15
B 激活 降解
B/T
16
二、T细胞表位和B细胞表位 细胞表位和B
-----能被 T细胞表位-----能被T细胞抗原识别受体结合的表 细胞表位-----能被T 位。多为顺序表位，需经抗原递呈细胞（APC)加 多为顺序表位，需经抗原递呈细胞（APC)加 工处理，并与MHC分子结合后， 细胞才能识别。 工处理，并与MHC分子结合后，T细胞才能识别。 MHC分子结合后 -----能被 B细胞表位-----能被B细胞抗原识别受体结合的表 细胞表位-----能被B 位，多在抗原分子的表面或转折处，可直接被B细 多在抗原分子的表面或转折处，可直接被B 胞识别。 胞识别。
3
3. 完全抗原和不完全抗原
完全抗原- 即免疫原 即免疫原, 完全抗原 --即免疫原 同时具备免疫原
性和反应原性的抗原。 性和反应原性的抗原。 如大多数蛋白质。 如大多数蛋白质。 即半抗原（ 不完全抗原---即半抗原（hapten)，只 即半抗原 ， 具有反应原性的抗原（只具有与抗体结
合的能力，而单独不能诱导抗体产生的物 质）。
14
（2）按结构划分： 按结构划分： 顺序表位----又称线性表位， ----又称线性表位 顺序表位----又称线性表位，由一段相连的 氨基酸序列组成的表位。 氨基酸序列组成的表位。 构象表位----由序列上不相连的几段氨基 构象表位----由序列上不相连的几段氨基
二、理化性质 1. 分子大小 以蛋白质为例： 分子大小: 以蛋白质为例：
强抗原： 强抗原： MW > 10KD； ； 弱抗原: 介于5KD----10KD之间 弱抗原 MW介于 介于 之间 无抗原性: 无抗原性 MW<5KD --分子量越大，结构越稳定，越不易清除 分子量越大，结构越稳定， 分子量越大 --分子量越大，表面抗原决定簇越多 。 分子量越大， 分子量越大
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B 激活 降解
B/T
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二、T细胞表位和B细胞表位 细胞表位和B
-----能被 T细胞表位-----能被T细胞抗原识别受体结合的表 细胞表位-----能被T 位。多为顺序表位，需经抗原递呈细胞（APC)加 多为顺序表位，需经抗原递呈细胞（APC)加 工处理，并与MHC分子结合后， 细胞才能识别。 工处理，并与MHC分子结合后，T细胞才能识别。 MHC分子结合后 -----能被 B细胞表位-----能被B细胞抗原识别受体结合的表 细胞表位-----能被B 位，多在抗原分子的表面或转折处，可直接被B细 多在抗原分子的表面或转折处，可直接被B 胞识别。 胞识别。
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3. 完全抗原和不完全抗原
完全抗原- 即免疫原 即免疫原, 完全抗原 --即免疫原 同时具备免疫原
性和反应原性的抗原。 性和反应原性的抗原。 如大多数蛋白质。 如大多数蛋白质。 即半抗原（ 不完全抗原---即半抗原（hapten)，只 即半抗原 ， 具有反应原性的抗原（只具有与抗体结
合的能力，而单独不能诱导抗体产生的物 质）。
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（2）按结构划分： 按结构划分： 顺序表位----又称线性表位， ----又称线性表位 顺序表位----又称线性表位，由一段相连的 氨基酸序列组成的表位。 氨基酸序列组成的表位。 构象表位----由序列上不相连的几段氨基 构象表位----由序列上不相连的几段氨基
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ABO血型系统（ABO blood group system） 根据人类红细胞表面血型抗原A和B的有无，可 分为A，B，AB和O型。 人类ABO血型系统的分类
表型 A B AB O 基因型 A/A，A/O B/B，B/O A/B O/O 红细胞表 面抗原 A B A，B 无A，无B 血清中抗体 抗B 抗A 无抗A，无抗B 抗A，抗B
1. 异种抗原 （xenoantigen） 来自另一物种的抗原性物质（动物血清，各种微 生物及其代谢产物）。 2.同种异体抗原（alloangtigen） 来自同种而基因型不同的个体的抗原（人的红细胞血 型抗原，白细胞抗原）。 3.自身抗原 能引起自身免疫应答的自身组织成分（晶状蛋白， 脑组织）。 4.异嗜性抗原（heterophile antigen） 在不同种属动物，植物，微生物细胞表面上存在的 共同抗原。
化学基团的性质对半抗原与抗体特异性反应的影响
半抗原仅有一个抗原决定簇 ， 故为单价抗原； 半抗原 仅有一个抗原决定簇， 故为单价抗原 ； 仅有一个抗原决定簇 天然抗原有多个抗原决定簇 故为多价抗原。 有多个抗原决定簇， 天然抗原有多个抗原决定簇，故为多价抗原。
epitopes = 1 valence = 1
B 激活 降解
B/T
细胞表位和B （2）T细胞表位和B细胞表位
• T细胞表位： 细胞表位： TCR识别 TCR识别 必须经降解加工处理后才能被T 降解加工处理后才能被 必须经降解加工处理后才能被T细胞识别 线性决定簇 • B细胞表位： 细胞表位： BCR识别或抗体识别并结合 BCR识别或抗体识别并结合 直接识别 构象决定簇或线性决定簇
• 抗原决定簇 抗原决定簇(antigenic determinant, AD), 决定抗原 特异性的基本结构或化学基团。 特异性的基本结构或化学基团。 又称表位(epitope)。 又称表位 。 * 是抗原与 是抗原与TCR/BCR及抗体特 及抗体特 异性结合的基本单位。
抗原
* 抗原特异性的分子基础
免疫应答中对T细胞 （三）免疫应答中对 细胞 的依赖性
• 胸腺依赖性抗原（TD-Ag） 胸腺依赖性抗原（TD-Ag） • 胸腺非依赖性抗原（TI-Ag） 胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）
胸腺依赖性抗原（TD-Ag） 胸腺依赖性抗原（TD-Ag）
• • • • • 需有T 需有T细胞辅助 决定簇种类多、 决定簇种类多、排列无规律 可引起体液免疫和细胞免疫 可产生IgM IgG型抗体 IgM、 型抗体（ IgG为主 为主） 可产生IgM、IgG型抗体（以IgG为主） 有免疫记忆
二、共同抗原和交叉反应 1.共同抗原 1.共同抗原 带有共同抗原决定簇的抗原称共同 抗原。分为类属抗原和异嗜性抗原 类属抗原和异嗜性抗原两 抗原。分为类属抗原和异嗜性抗原两 类。 2.交叉反应 2.交叉反应 由一种共同抗原决定簇刺激机 体产生的抗体能与含共同抗原决定 簇的两种抗原结合发生反应。 簇的两种抗原结合发生反应。
B细胞 Ag T细胞
抗体 效应性T细胞
二、抗原的特性 1.免疫原性( immunogenicity） 1.免疫原性(（immunogenicity） 免疫原性 刺激机体免疫细胞，使之活化、 能刺激机体免疫细胞，使之活化、增 殖、分化产生免疫效应分子或效应细胞的 性能。 性能。 2.免疫反应性( immunoreactivity） 2.免疫反应性(（immunoreactivity） 免疫反应性 是指抗原分子能与抗体或效应性T 是指抗原分子能与抗体或效应性T淋巴细 特异性结合反应的性能 胞发生特异性结合反应的性能。 胞发生特异性结合反应的性能。
ABO血型抗原是由复杂的寡糖和多肽组成
氨基酸的位置和间距与抗原性的关系
2.机体因素 2.机体因素
• • • • 遗传因素：疫苗、 遗传因素：疫苗、多糖抗原 年龄 性别 生理状态
3.免疫方式 免疫方式
• 途径、次数、佐剂的使用 途径、次数、 • 皮内＞皮下＞腹腔、静脉＞口服 皮内＞皮下＞腹腔、静脉＞
第三节
抗原的特异性与交叉反应
抗原的特异性： 抗原的特异性：抗原诱导机体产生应答及与应答 产物发生反应所显示的专一性。 产物发生反应所显示的专一性。 • 特异性体现在两方面 • 特异性是免疫学诊断和治疗的基础 • 特异性的结构基础----抗原决定簇 特异性的结构基础----抗原决定簇 ----
Burnet 细胞克隆选择学说
• 体内存在识别多种抗原的细胞系（clone），每 体内存在识别多种抗原的细胞系（ ） 一克隆细胞系上有特异性受体 • 抗原与相应受体结合后 ， 激活相应细胞系 ， 使 抗原与相应受体结合后，激活相应细胞系， 之增殖、 之增殖、产生抗体 • 胎生期接触抗原的免疫细胞被禁忌， 成为禁忌 胎生期接触抗原的免疫细胞被禁忌， 接触抗原的免疫细胞被禁忌 株----耐受形成 耐受形成 • 禁忌细胞被激活，引发自身免疫反应 禁忌细胞被激活，
交 叉 反 应 示
抗原1 抗原 抗原1 抗原 刺激机体 产生抗体 抗原2 抗原
↙
抗体1 抗体
↘
抗原2 抗原
抗原除与其相应的抗体发生特异性反应外，还与其他抗体 发生反应称为交叉反应。
引起交叉反应的原因：
抗原异质性（Antigen heterogeneity Antigen heterogeneity）--抗原物质的非均一 性。 共同决定簇
第一节 抗原的概念及特性 一、抗原(（antigen，Ag）的概念 抗原( antigen，Ag） 凡能刺激机体免疫系统产生特异性 免疫应答，并能与相应的免疫应答产物 免疫应答，并能与相应的免疫应答产物 （抗体或效应性T淋巴细胞）在体内或 抗体或效应性T淋巴细胞） 体外发生特异性结合的物质称为抗原。 体外发生特异性结合的物质称为抗原。
• 抗原分子中能和抗体分子结合的 的 抗原分子中能和抗体分子结合的AD的 数目 • 单价 单价Ag • 双价 双价Ag • 多价 多价Ag
3.半抗原3.半抗原-载体效应 半抗原 在免疫应答中， 细胞识别半抗原， 在免疫应答中，B 细胞识别半抗原， 细胞识别载体表位， T 细胞识别载体表位，只有当初次与再 次免疫时， 次免疫时，将半抗原结合在相同载体上 才能产生抗半抗原抗体的增强效应， 才能产生抗半抗原抗体的增强效应，此 抗半抗原抗体的增强效应 现象称半抗原-载体效应。 现象称半抗原-载体效应。
三、完全抗原与半抗原 具有免疫原性,又有免疫反应性的抗原→ 具有免疫原性,又有免疫反应性的抗原→完 全抗原
产生抗体或
刺激机体
效应T 效应T细胞
仅有免疫反应性的物质→半抗原(hapten） 仅有免疫反应性的物质→半抗原(hapten） (hapten 半抗原 + 载体 → 完全抗原
+
其他概念：
• • • • • 免疫原（immunogen）： ）：免疫原性 免疫原（immunogen）：免疫原性 完全抗原（ Ag）： ）：两种特性 完全抗原（complete Ag）：两种特性 半抗原（hapten）： ）：免疫反应性 半抗原（hapten）：免疫反应性 耐受原（tolerogen）： ）：免疫耐受 耐受原（tolerogen）：免疫耐受 变应原（allergen）： ）：Ⅰ 变应原（allergen）：Ⅰ型超敏反应
1. 异种抗原 异种抗原:(xenoantigen)
• • • • （1） 病原微生物及其代谢产物： ） 病原微生物及其代谢产物： 内毒素 外毒素-(Ag)-动物 免疫血清 抗毒素 动物-免疫血清 抗毒素) 外毒素 动物 免疫血清(抗毒素 类毒素(toxiod)-(Ag)甲醛脱毒后的外毒素其 类毒素 (toxiod)-(Ag) 甲醛脱毒后的外毒素其 抗原性不变 • （2） 免疫血清 两重性 ） 免疫血清: • （3）异嗜性抗原：存在于不同种系动物间共 ）异嗜性抗原： 同抗原—病理损伤 病理损伤、 同抗原 病理损伤、协助诊断
（1）异物性 ）异物性:
• 异种物质 病原微生物、异种蛋白、花粉、药物 异种物质: 病原微生物、异种蛋白、花粉、 种系关系相差越远， 种系关系相差越远，免疫原性越强 • 同种异体物质 血型抗原、组织抗原 同种异体物质: 血型抗原、 • 自身物质 精子、眼晶体蛋白、脑组织 自身物质: 精子、眼晶体蛋白、
决定簇相似
第四节
抗原的分类
• • •
根据免疫原性 来源与机体亲缘关系 诱导B细胞免疫应答中对 细胞免疫应答中对T 诱导 细胞免疫应答中对 的依赖性
（一）根据免疫原性
• 抗原 • 半抗原
（二）来源与机体亲缘关系
• 1. • 2. • 3. • 4. 异种抗原(xenoantigen) 异种抗原(xenoantigen) 同种抗原(alloantigen) 同种抗原(alloantigen) 自身抗原（autoantigen） 自身抗原（autoantigen） 异嗜性抗原（Forssman抗原） 异嗜性抗原（Forssman抗原） 抗原
（3）分子构象和易接近性 ）
抗原分子的特殊化学基团的三维结构（构象， conformation）决定此分子是否能与淋巴细胞的抗 conformation 原受体吻合，而启动免疫应答。 易接近性（accessibility accessibility）：是指抗原分子 accessibility 的特殊化学基团与淋巴细胞表面对应抗原受体相互 接触的难易程度。
B 激活 降解
B/T
功能决定簇和隐蔽决定簇
• 功能性抗原决定簇：位于表面的、易被淋 功能性抗原决定簇：位于表面的、 巴细胞识别的、 巴细胞识别的、可启动免疫应答的决定簇 免疫优势基团 • 隐蔽性抗原决定簇：位于分子内部的，不 隐蔽性抗原决定簇：位于分子内部的， 能引起免疫应答的决定簇
2.抗原的结合价 2.抗原的结合价 抗原的
（2）理化性状: 理化性状
• 分子大小: 分子大小: 稳定, 稳定,存留时间长 特殊化学功能基团(表位) 特殊化学功能基团(表位)多 • 化学组成： 化学组成： Pr>多糖/核酸(hapten)>类脂 Pr>多糖/核酸(hapten)>类脂 多糖 (hapten)> 芳香族氨基酸(胰岛素)>直链氨基酸(明胶) )>直链氨基酸 芳香族氨基酸(胰岛素)>直链氨基酸(明胶) • 物理性状： 物理性状： 聚合状态> 聚合状态>单体状态 颗粒性抗原> 颗粒性抗原>可溶性抗原