现代基础医学概论讲稿

现代基础医学概论免疫学篇讲稿于琨瑛基础医学院微免教研室第28章抗原【重点】抗原的概念，抗原的两个基本特性，抗原决定基及其类型，抗原的分类，超抗原。

【难点】交叉抗原，抗原的分类。

抗原（Antigen, Ag）：能与淋巴细胞的抗原识别受体特异性结合，具有启动特异性免疫应答，且能与应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内外发生特异性反应的物质。

抗原的两个基本特性：1．免疫原性：抗原刺激集体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力2．免疫反应性：或抗原性，抗原与其所诱生的抗体或致敏淋巴细胞特异结合的能力由此，抗原可分为完全抗原和半抗原。

前者为具备以上两种性质的抗原，如大多数蛋白质和各类病原微生物；后者为仅具备抗原性，如各类化学药物等小分子化合物。

半抗原加载体形成完全抗原。

第一节决定抗原免疫原性的条件一、异物性——首要条件异物：在胚胎期末与免疫活性细胞充分接触过的物质。

亲缘关系或种属关系越远，免疫原性越强。

二、理化性质1．分子大小分子量一般≥10kD，分子量越大，免疫原性越强；分子量越大，表面分布的抗原决定簇越多，化学结构相对稳定，降解及排除速度越慢，能够持续刺激免疫系统。

2．化学组成化学组成越复杂，免疫原性越强；如明胶，分子量＞100kD，但仅为直链氨基酸，化学结构简单，免疫原性弱；而胰岛素，分子量仅为5.7kD，但具有芳香族氨基酸，化学结构复杂，免疫原性强。

3．易接近性是指抗原决定簇是否易被淋巴细胞的抗原识别受体所接近；如蛋白质分子中氨基酸残基侧链的位置。

4．物理性状颗粒性免疫原性强于可溶性；多聚体免疫原性强于单体。

三、宿主因素不同物种、同种不同品系等，机体的性别、年龄、健康状况、心理状态等，抗原进入机体的途径、剂量、是否添加佐剂等，多种因素都可以影响抗原的免疫原性的强弱。

以抗原进入机体的途径为例，一般情况下，皮内＞皮下＞肌肉注射＞腹腔注射＞静脉注射。

第二节抗原的特异性一、什么是抗原特异性？所谓抗原特异性，是指抗原诱导机体产生应答及与应答产物发生反应均具有专一性。

二、决定抗原特异性的分子结构基础1．抗原决定基决定抗原特异性的分子结构基础是抗原决定基（或抗原决定簇），是抗原分子中决定抗原特异性的基本结构或化学集团，又称“表位”，它是与淋巴细胞的抗原识别受体（TCR、BCR）及抗体特异结合的基本单位。

通常为5-15个氨基酸残基、5-7个多糖残基或核苷酸。

抗原特异性受到抗原决定基的性质、位置、构象、旋光异构等因素影响。

2．抗原的价：抗原分子所具有的表位的数目。

3．抗原决定基的类型1) 线性表位：又称“连续性表位”，主要为线性排列的短肽2) 构象性表位：又称“非连续性表位”，短肽、多糖残基、核苷酸形成特定的空间构象T细胞仅识别线性表位，B细胞可识别线性和构象性表位。

a) T细胞表位：位于抗原分子的任何部位，须经过抗原提呈细胞的加工与提呈才能被淋巴的抗原识别受体所识别b) B细胞表位：位于抗原分子表面，可直接刺激B细胞三、交叉抗原不同的抗原分子间存在相同或相似的抗原决定基。

不同种属间的交叉抗原，一方面可以引起免疫损伤，如异嗜性抗原；另一方面可造成假性试验结果，引起判断误差。

第三节抗原的分类一、根据抗原诱生抗体是否需要T细胞的辅助作用1．胸腺依赖性抗原（TD-Ag）此类抗原含有T细胞表位和B细胞表位，刺激机体产生抗体依赖T细胞的辅助作用。

绝大多数蛋白质抗原属该类抗原，如病原微生物、血细胞、血清蛋白等2．非胸腺依赖性抗原（TI-Ag）此类刺激机体产生抗体无需T细胞的辅助作用。

可分为两类：①TI-1抗原：含有B细胞丝裂原和重复B细胞表位，可多克隆激活B细胞（成熟和不成熟），如细菌脂多糖（LPS）②TI-2抗原：抗原表面仅为多个重复B细胞表位，仅能刺激成熟B细胞应答，如荚膜多糖、聚合鞭毛素二、根据抗原与机体的亲缘关系1．异种抗原：不同种属的抗原，如病原微生物及其产物、动物抗血清、异种器官移植物等。

2．同种异型抗原：同一种属不同个体所具有的特异性抗原，如红细胞血型抗原和白细胞抗原（HLA）。

3．自身抗原：病理情况下，如隐蔽抗原或隔离抗原释放，或自身抗原发生改变或被修饰等，自身成分可以诱导机体产生自身免疫应答。

4．异嗜性抗原：即“Forssman抗原”，与种属无关，存在于、动物及微生物间的共同抗原，如A族溶血性链球菌与人肾小球基底膜及心肌组织具有的共同抗原。

三、根据抗原的来源1．天然抗原2．人工抗原四、根据抗原激活T细胞的能力1．普通抗原一般抗原只能结合并活化少数抗原特异性T细胞，约占机体总T细胞库的万分之一至十万分之一。

2．超抗原（SAg）在极低浓度下（1-10ng/ml）可激活机体总T细胞库的2-20％的T细胞，并产生极强的免疫应答。

迄今发现的超抗原有，金葡菌肠毒素A-E、表皮剥脱毒素、关节炎支原体丝裂原等。

作用特点：①无须抗原加工处理，直接刺激淋巴细胞增殖活化，无MHC分子限制性；②其抗原分子一端直接与抗原提呈细胞表面MHC-II类分子抗原结合槽外侧结合，另一端与TCR的Vβ区结合；③所诱导的T细胞应答并非针对超抗原本身，而是通过大量细胞因子参与某些病理生理过程。

五、其他分类方法1．根据抗原的两个基本特性，分为：完全抗原和半抗原2．根据TD抗原是否由抗原提呈细胞所摄取，分为：外源性抗原和内源性抗原3．根据抗原的理化性质，分为：蛋白质抗原、多糖抗原、颗粒性抗原、可溶性抗原等六、医学上重要的抗原1．病原微生物及其代谢产物2．动物免疫血清3．同种异型抗原4．自身抗原5．肿瘤抗原6．超抗原7．其他抗原（变应原）第29章免疫球蛋白和抗体【重点】免疫球蛋白的概念、基本结构、功能区、水解片段及其生物学功能。

【难点】免疫球蛋白的基本结构、功能区、免疫球蛋白的血清型，人工抗体。

一、免疫球蛋白的概念1.免疫球蛋白的发现（Figure）抗毒素抗体球蛋白免疫球蛋白1890 1938 1968、19722.免疫球蛋白的概念具有抗体活性或化学性质与抗体相似的球蛋白，Immunoglobulin,Ig.分泌型：存在于血清和组织液中膜型：B细胞表面抗原受体3.抗体与免疫球蛋白的关系抗体是生物学功能方面概念，免疫球蛋白是化学和结构方面概念；所有抗体都是免疫球蛋白，免疫球蛋白不一定都是抗体。

二、免疫球蛋白的结构1.基本结构及分类（Figure）Ig分子单体由4条肽链构成对称的“Y”形结构；4条肽链：轻链（L链）：2条，214个aa残基，分子量为25kD重链（H链）：2条，450-550个aa残基，分子量为50-75kD重链与轻链通过链间二硫键相连；➢轻链：根据化学结构和抗原性差异，分为两型：κ及λ；同一Ig分子中，轻链是同型的；同一个体的Ig分子，轻链可以是不同型的；正常人血清中，κ:λ约为2:1。

➢重链：根据aa排列顺序、空间结构、抗原性差异，分为5种：μ、γ、δ、α、ε；由这五种重链构成的Ig分子分别为：IgM、IgG、IgD、IgA、IgE；✧可变区：N端，L链（VL）约1/2，重链（VH）约1/4（或1/5），该区域aa种类及排列顺序变化较大；高变区：HVR1、2、3，又称“互补决定区”，CDR1、2、3；骨架区：可变区中除高变区以外的区域✧恒定区：C端，L链（CL）约1/2，重链（CH）约3/4（或4/5），该区域aa种类及排列顺序相对稳定；J链：是酸性含糖肽链，由浆细胞合成，124个aa残基，分子量为15kD，通过二硫键结合在Ig分子H链上，连接Ig分子单体形成多聚体。

分泌片：分子量为75kD，以非共价形式与IgA二聚体结合，使IgA分泌至黏膜表面，同时保护IgA免受蛋白酶水解。

2.免疫球蛋白功能区构成Ig分子的肽链可通过链内二硫键形成球形的环状结构，称为肽环，或功能区（domain），每个功能区约由110个aa残基构成。

L链：2个功能区（VL、CL）H链：IgM、IgE有5个功能区（VH、CH1、CH2、CH3、CH4）；IgG、IgA、IgD有4个功能区（VH、CH1、CH2、CH3）Ig功能区的功能：VL 、VH ：抗原结合部位CL 、CH ：有部分同种异型的遗传标记IgG CH2：具有补体C1q 分子的结合位点；与通过胎盘有关IgG CH3：具有结合FcR 功能IgM CH3：具有补体结合位点IgE CH2、CH3：结合Fc εR 功能铰链区： 位于CH1、CH2之间，富含脯aa 残基和二硫键，易发生伸展及一定程度的转动；VL 、VH 与抗原结合时，该区发生转动，使抗原结合位点更好地与抗原决定簇结合；● 该区转动可致CH1、CH2构型变化，暴露补体结合位点；❍ 该区对多种蛋白酶敏感，易被水解。

3.免疫球蛋白水解片段（Figure ）2Fab ＋ FcIg 分子 F(ab ’)2 ＋ pFc ’生物学意义：一个Fab 片段为单价，可与抗原结合但不能形成凝聚反应或沉淀反应，称为抗原结合片段；Fc 片段在低温条件下可析出，称为可结晶片段，可与多种效应分子或免疫细胞相互作用；F(ab ’)2片段为双价，可与抗原结合且能形成凝聚反应或沉淀反应，而且，由于F(ab ’)2片段保留了结合抗原的生物性活性，又避免了Fc 片段免疫原性可能引起的副作用，因而被广泛的应用于制备生物制品。

如白喉抗毒素、破胃蛋白酶伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精致提纯的制品。

4.免疫球蛋白的血清型（Figure）同种型：同一种属内所有个体Ig分子所共有的抗原特异性。

同种异型：同一种属内不同个体的Ig分子所具有的抗原特异性。

●独特型：同一个体内不同Ig分子的可变区所具有的抗原特异性。

三、免疫球蛋白的生物学功能1.特异性识别和结合抗原（Figure）Ig分子的重链和轻链的高变区组成其特异性的抗原结合位点，可与相应抗原的表位互补结合；这种结合是可逆的，受多种因素（pH、温度、电解质浓度等）影响。

2.活化补体IgM、IgG1、IgG2、IgG3通过经典激活途径活化补体；凝聚的IgA、IgG4、IgE通过旁路激活途径活化补体。

3.结合FcR介导I型超敏反应：IgE的Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的FcεRI结合，活化肥大细胞和嗜碱性粒细胞，使之脱颗粒，释放生物活性介质，介导I型超敏反应。

（Figure）调理作用：是指抗体或补体等调理素增强吞噬细胞吞噬抗原的作用。

IgG的Fc段与吞噬细胞表面的FcR结合。

（Figure）●ADCC：即“抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（antibody dependent cellmediated cytotoxicity, ADCC）”，IgG的Fc段与NK细胞、中性粒细胞表面的FcR结合。

（Figure）4.通过胎盘和黏膜IgG是唯一能够通过胎盘的免疫球蛋白分子，IgG通过胎盘是一种重要的自然被动免疫机制，对于新生儿抗感染具有重要意义；分泌型IgA可以通过呼吸道和消化道黏膜，构成黏膜局部免疫最主要因素。