免疫学 第三章抗原
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–胸 腺 非 依 赖 性 抗 原 （ thymus independent antigen, TI—Ag）
TD－Ag （thymus dependent antigen）
• TD－Ag ——诱导B细胞 免疫应答时需要依赖T细胞 辅助的抗原。
特点
• 绝大多数蛋白抗原为TDAg • 结构复杂，含有T、B表位
–多糖决定簇：5～7个单糖残基； –核酸决定簇：5～7个核苷酸。
抗原结合价：一个抗原分子中能与相应抗体发生特 异性结合的抗原决定基的总数。
半抗原为一价，天然抗原 为多价抗原
2、抗原表位的类型
• 顺序表位（sequential determinant）：一段序 列相连续的氨基酸片段，多位于抗原分子的内部， 又称为线性表位（linear epitope）。主要由 APC提呈后供T细胞识别，又称T细胞表位。 • 构象决定基（comformational determinant）： 序列上不相连的短肽或多糖残基在空间上形成特 定的构象，一般位于分子表面，又称为非线性表 位（non- linear epitope ）。B细胞的BCR或抗 体可识别，又称为B细胞表位。
Thank you!
诱生免疫耐受
易
难
TI-1Ag与TI-2Ag
• TI-1 Ag：含有B细胞丝裂原和重复B细胞表位，刺激不成 熟和成熟的B细胞应答，如脂多糖
• TI-2 Ag：由多个重复的B细胞表位组成，刺激成熟的B细 胞应答，如：荚膜多糖、聚合鞭毛素
革兰氏阴性细菌胞壁结构 细菌脂多糖（LPS）的分子结构
多糖 磷脂
脂蛋白
• 抗原性antigenicity：
– 抗原与其所诱生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结 合的能力。
• 具有免疫原性和抗原性的物质 • ——完全抗原(complete antigen) • 只具有抗原性(免疫反应性)，没有免疫原性的物质 • ——半抗原（hapten）
特性
T
免疫原性 (lmmunogenicity)
外源性抗原
内源性抗原
抗原在临床实践中的应用
• 预防
疫苗、类毒素.
• 诊断
用已知抗原检测未知抗体
• 治疗 治疗性疫苗（卡介苗、肿瘤疫苗）
第四节 非特异性免疫刺激剂
（一）超抗原Supper antigen（SAg）
某些细菌或病毒的产物，只需极低浓度 （ 1—10ng/ml ） 即 可 激 活 大 量 的 T 细 胞 克 隆 （可高达机体 1/3T 细胞），产生极强的免疫应 答效应。由于这种物质具有强大的激活能力， 故称之为超抗原。 可分为内源性超抗原（病毒性）和外源性 超抗原（细菌性）、作用于 TCRγδ+T 的超抗原 （HSP）和B细胞超抗原（非常规Ig结合能力的 蛋白质，如SPA、HIVgp120）。
TCR或B细胞的BCR结合，促使其增殖、分化，
产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之结合，进而发
挥免疫效应的物质。 变应原（allergen）——能诱导变态反应的抗原。 耐受原（tolerogen）——能诱导机体产生免疫耐受 的抗原。
抗原的基本性质
• 免疫原性immunogenicity：
– 抗原刺激机体产生免疫应答，诱生抗体或致敏淋巴细 胞的能力。
T
抗原性 （ antigenicity ）
具备以上两种特性者
只具有抗原性(免疫反应性) 而无免疫原性者 蛋白质载体 半抗原
完全抗原
第一节 抗原的异物性与特异性
一、抗原的异物性
• 化学结构不同于宿主自身成份或从未与宿主 免疫细胞接触过的物质为异物（非己物质）。 • 抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构 差异越大，异物性越强，其免疫原性就越强。 • 异种抗原>同种抗原>自身抗原
佐剂的免疫生物学作用
• • • • 增强免疫原性，使微弱抗原有效的免疫原 提高初次应答和再次应答的抗体滴度。 改变抗体类型，IgMIgG 引起或增强迟发型超敏反应。
佐剂的应用
• 科研：提高动物免疫效果 • 预防接种：提高疫苗的免疫效果 • 非特异性免疫增强剂，肿瘤或慢性感染的辅助治疗
（三）丝裂原
• 丝裂原——非特异性多克隆免疫激活剂，可致细 胞有丝分裂的蛋白质，可以激活某类淋巴细胞 （T细胞或B细胞）的全部克隆分裂增殖。
• 作用于T细胞的丝裂原：PHA、ConA
• 作用于B细胞的丝裂原：LPS、SPA（葡萄球菌A 蛋白菌体） • 既作用于T又作用于B的丝裂原：PWM（美洲商 陆）。
小 结
（1）牛血清白蛋白 （3）多糖 （5）糖蛋白 （7）单糖 （9）青霉素 （11）核酸
（2）人血清白蛋白 （4）脂多糖 （6）脂蛋白 （8）脂肪 （10）氨基酸
第三节 抗原的种类
一、根据诱生抗体时是否需要Th细胞的参与分类
–胸 腺 依 赖 性 抗 原 （ thymus dependent antigen, TD—Ag）
TI－Ag （thymus independent antigen）
• TI－Ag ——诱导B细胞免疫应 答时不需要依赖T细胞辅助的 抗原。
特点
• • 主要是一些多糖类抗原 结构简单，通常具有规律 而密集重复排列的B表位
TI 与 TD 抗原
TI-1 抗原 TD 抗原
CD4
1
2wenku.baidu.com
1
2
CD40/CD40L B 细胞 B细胞 Th细胞
膜蛋白
LPS
外膜 膜间质
n
胞膜
多糖重 复单位
核
脂A
二、根据抗原与机体的亲缘关系分类
• 异种抗原（xenoantigen）：来自另一物种的抗原。 • 同种异型抗原（alloantigen） ：来自同一物种的不同个体的 抗原。 • 独特型抗原（ idioantigen ）：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。 • 自身抗原（autoantigen）：胚胎期间未曾接触过或出生后发 生了改变的自身成分。 • 异嗜性抗原（ heterophil antigen ， Forssman ）：一类与种 属特异性无关，存在与不同种系生物间的共同抗原 • 肿瘤抗原：肿瘤相关性抗原、肿瘤特异性抗原。
4、分子构象（conformation）与易接近性 (accessibility)
分子构象是指抗原分子的特殊化学基团的三维结 构，它决定抗原分子是否能与相应免疫活性细胞表面 的抗原受体互相吻合而启动免疫应答。 易接近性是指抗原分子的特殊化学基因与相应免疫 活性细胞表面的抗原受体相互接触的难易程度。
交叉抗原的生物学意义
1．导致免疫损伤（链球菌感染后性肾小球肾炎）
2、干扰特异性诊断或鉴定
第二节 影响抗原免疫应答的因素
一、抗原分子的理化特性
1、化学性质： 蛋白质﹥多糖类，脂类无免疫原性。 2、分子量大小：通常分子量在10KD以上（大分子 胶体）。 分子量越大，抗原性越强。 3、化学组成和结构：抗原物质表面必须有一定 的化学组成和结构，凡含有芳香族氨基酸（尤为 酪氨酸等）的蛋白质抗原性较强。
T细胞表位和B细胞表位
T细胞和B细胞表位的特性比较
3、影响抗原的特异性的因素 ------抗原表位的性质、数目、位置和空间构型
4、表位-载体作用
• 载体效应：在免疫应答中，B细 胞识别半抗原，并提呈载体表位 给CD4+ T细胞，Th细胞识别载 体表位，以T细胞表位把特异T-B 细胞之间连接起来，T细胞才能 激活B细胞。
三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类
来源于细胞外， 进入内体加工的 抗原 被吞噬的细胞、细菌或某些 自身成分
外源性抗原 Exogenous antigen
在细胞内合成，在 胞质内加工的抗原
内源性抗原 endogenous antigen
合成的病毒蛋白、肿瘤细胞 合成的蛋白、胞内某些自身 正常成分
TD抗原（胸腺依赖抗原）有T表位和B表位, TI抗原（胸腺非依赖抗原）由多个重复的B表位组成
TD-Ag与TI-Ag比较
性状
对巨噬细胞的需要 活化的B细胞 T细胞依赖性 诱生的Ig类型 再次免疫应答 免疫记忆
TI-Ag
不需要，由B 表位组成 B1 不依赖 IgM 不产生 不形成
TD-Ag
需要，由T、B表 位组成 B2 依赖 IgM、IgG、IgA 产生 形成
常规抗原 Definition
Conventional Antigen
超抗原
Superantigen
Polyclonal response 1:4 - 1:10
超抗原作用示意图
超抗原与普通抗原的特性比较
（二）免疫佐剂 immunoadjuvant
预先或与抗原一起注入机体，可增强机体对该抗 原的特异性免疫应答或改变免疫应答类型的物质称为 免疫佐剂。
弗氏佐剂 Freund adjnvant – 不完全弗氏佐剂 • 抗原水溶液 • 油剂（石蜡油或植物油） • 乳化剂（羊毛脂或吐温80） • 制成油包水抗原乳剂即为不完全弗氏佐剂 – 完全弗氏佐剂 • 不完全弗氏佐剂+死卡介苗
佐剂的作用机制
• 改变抗原物理性状，增强抗原在体内的潴 留时间 • 刺激单核 — 巨嗜细胞的吞噬能力，增强其 对抗原的处理和呈递能力。 • 刺激淋巴细胞的增殖和分化，增强和扩大 免疫应答的能力。
第三章 抗原
内 容 与 要 求
• 掌握：抗原的概念和特性、抗原的异物性和特异性、抗原 表位、T细胞表位与B细胞表位、 TD抗原与TI抗原。 • 熟悉：影响抗原免疫应答的因素、交叉反应、异嗜性抗原。 • 了解： 超抗原、免疫佐剂、丝裂原的定义、作用及应用。
抗原的概念
抗原（antigen，Ag）——能与T细胞的
• 半抗原决定基
• 载体决定基
抗原表位与 BCR或抗体特 异性结合
抗 原 表 位
构象性表位直 接被BCR识别, 抗体与特定 表位结合
5、共同抗原表位与交叉反应
共同抗原（交叉反应抗原） 两 种不 同 的 抗 原分子 所具有的相同或相似的抗 原决定簇称为共同抗原或 交叉反应抗原。
交叉反应 具有共同抗原的物质 其抗原和抗体之间相互结 合发生的反应 。
二、抗原的特异性
• 决定抗原特异性的结构基础——抗原表位（epitope） • 抗原表位/抗原决定基（Antigenic determinant，AD） ——是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，是 TCR/BCR及抗体特异结合的基本单位。 • 抗原决定基的大小：相当于抗体的抗原结合部位
–蛋白质决定簇：5～17个氨基酸残基；
• • • • • • • 1.抗原的概念 2.抗原的特性 3.抗原的异物性——抗原的核心 4.抗原的特异性——表位 5.抗原的分类（TD-Ag和TI-Ag 7.异嗜性抗原 8.超抗原、佐剂、丝裂原
思考题
• • • • • • • • • • • 一、名词解释： antigen、epitope(antigenic determinant)、 免疫原性、免疫反应性、半抗原（hepten）、 TD-Ag、 TI-Ag、异嗜性（Forssman）抗原、佐剂、 超抗原、丝裂原 二、简答题： 1、试述抗原的基本特性。 2、决定Ag免疫原性的因素有哪些？ 3、简述T细胞表位与B细胞表位的特性。 4、试比较TD-Ag与TI-Ag。 5、试述超抗原与普通抗原的异同点。
5、物理状态 • 环状结构>直链结构 • 聚合状态>单价状态 • 颗粒性抗原>可溶性抗原
二、宿主方面的因素
1、遗传因素：受免疫应答基因控制 2、动物的年龄、性别、健康状态等：雌激素 促进抗体生成
三、抗原进入机体方式的影响
免疫抗原的剂量、途径、次数以及免 疫佐剂的选择都明显影响机体对抗原的选择
下列哪些物质对人来说具有免疫原性？哪种物 质抗原性最强？
TD－Ag （thymus dependent antigen）
• TD－Ag ——诱导B细胞 免疫应答时需要依赖T细胞 辅助的抗原。
特点
• 绝大多数蛋白抗原为TDAg • 结构复杂，含有T、B表位
–多糖决定簇：5～7个单糖残基； –核酸决定簇：5～7个核苷酸。
抗原结合价：一个抗原分子中能与相应抗体发生特 异性结合的抗原决定基的总数。
半抗原为一价，天然抗原 为多价抗原
2、抗原表位的类型
• 顺序表位（sequential determinant）：一段序 列相连续的氨基酸片段，多位于抗原分子的内部， 又称为线性表位（linear epitope）。主要由 APC提呈后供T细胞识别，又称T细胞表位。 • 构象决定基（comformational determinant）： 序列上不相连的短肽或多糖残基在空间上形成特 定的构象，一般位于分子表面，又称为非线性表 位（non- linear epitope ）。B细胞的BCR或抗 体可识别，又称为B细胞表位。
Thank you!
诱生免疫耐受
易
难
TI-1Ag与TI-2Ag
• TI-1 Ag：含有B细胞丝裂原和重复B细胞表位，刺激不成 熟和成熟的B细胞应答，如脂多糖
• TI-2 Ag：由多个重复的B细胞表位组成，刺激成熟的B细 胞应答，如：荚膜多糖、聚合鞭毛素
革兰氏阴性细菌胞壁结构 细菌脂多糖（LPS）的分子结构
多糖 磷脂
脂蛋白
• 抗原性antigenicity：
– 抗原与其所诱生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结 合的能力。
• 具有免疫原性和抗原性的物质 • ——完全抗原(complete antigen) • 只具有抗原性(免疫反应性)，没有免疫原性的物质 • ——半抗原（hapten）
特性
T
免疫原性 (lmmunogenicity)
外源性抗原
内源性抗原
抗原在临床实践中的应用
• 预防
疫苗、类毒素.
• 诊断
用已知抗原检测未知抗体
• 治疗 治疗性疫苗（卡介苗、肿瘤疫苗）
第四节 非特异性免疫刺激剂
（一）超抗原Supper antigen（SAg）
某些细菌或病毒的产物，只需极低浓度 （ 1—10ng/ml ） 即 可 激 活 大 量 的 T 细 胞 克 隆 （可高达机体 1/3T 细胞），产生极强的免疫应 答效应。由于这种物质具有强大的激活能力， 故称之为超抗原。 可分为内源性超抗原（病毒性）和外源性 超抗原（细菌性）、作用于 TCRγδ+T 的超抗原 （HSP）和B细胞超抗原（非常规Ig结合能力的 蛋白质，如SPA、HIVgp120）。
TCR或B细胞的BCR结合，促使其增殖、分化，
产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之结合，进而发
挥免疫效应的物质。 变应原（allergen）——能诱导变态反应的抗原。 耐受原（tolerogen）——能诱导机体产生免疫耐受 的抗原。
抗原的基本性质
• 免疫原性immunogenicity：
– 抗原刺激机体产生免疫应答，诱生抗体或致敏淋巴细 胞的能力。
T
抗原性 （ antigenicity ）
具备以上两种特性者
只具有抗原性(免疫反应性) 而无免疫原性者 蛋白质载体 半抗原
完全抗原
第一节 抗原的异物性与特异性
一、抗原的异物性
• 化学结构不同于宿主自身成份或从未与宿主 免疫细胞接触过的物质为异物（非己物质）。 • 抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构 差异越大，异物性越强，其免疫原性就越强。 • 异种抗原>同种抗原>自身抗原
佐剂的免疫生物学作用
• • • • 增强免疫原性，使微弱抗原有效的免疫原 提高初次应答和再次应答的抗体滴度。 改变抗体类型，IgMIgG 引起或增强迟发型超敏反应。
佐剂的应用
• 科研：提高动物免疫效果 • 预防接种：提高疫苗的免疫效果 • 非特异性免疫增强剂，肿瘤或慢性感染的辅助治疗
（三）丝裂原
• 丝裂原——非特异性多克隆免疫激活剂，可致细 胞有丝分裂的蛋白质，可以激活某类淋巴细胞 （T细胞或B细胞）的全部克隆分裂增殖。
• 作用于T细胞的丝裂原：PHA、ConA
• 作用于B细胞的丝裂原：LPS、SPA（葡萄球菌A 蛋白菌体） • 既作用于T又作用于B的丝裂原：PWM（美洲商 陆）。
小 结
（1）牛血清白蛋白 （3）多糖 （5）糖蛋白 （7）单糖 （9）青霉素 （11）核酸
（2）人血清白蛋白 （4）脂多糖 （6）脂蛋白 （8）脂肪 （10）氨基酸
第三节 抗原的种类
一、根据诱生抗体时是否需要Th细胞的参与分类
–胸 腺 依 赖 性 抗 原 （ thymus dependent antigen, TD—Ag）
TI－Ag （thymus independent antigen）
• TI－Ag ——诱导B细胞免疫应 答时不需要依赖T细胞辅助的 抗原。
特点
• • 主要是一些多糖类抗原 结构简单，通常具有规律 而密集重复排列的B表位
TI 与 TD 抗原
TI-1 抗原 TD 抗原
CD4
1
2wenku.baidu.com
1
2
CD40/CD40L B 细胞 B细胞 Th细胞
膜蛋白
LPS
外膜 膜间质
n
胞膜
多糖重 复单位
核
脂A
二、根据抗原与机体的亲缘关系分类
• 异种抗原（xenoantigen）：来自另一物种的抗原。 • 同种异型抗原（alloantigen） ：来自同一物种的不同个体的 抗原。 • 独特型抗原（ idioantigen ）：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。 • 自身抗原（autoantigen）：胚胎期间未曾接触过或出生后发 生了改变的自身成分。 • 异嗜性抗原（ heterophil antigen ， Forssman ）：一类与种 属特异性无关，存在与不同种系生物间的共同抗原 • 肿瘤抗原：肿瘤相关性抗原、肿瘤特异性抗原。
4、分子构象（conformation）与易接近性 (accessibility)
分子构象是指抗原分子的特殊化学基团的三维结 构，它决定抗原分子是否能与相应免疫活性细胞表面 的抗原受体互相吻合而启动免疫应答。 易接近性是指抗原分子的特殊化学基因与相应免疫 活性细胞表面的抗原受体相互接触的难易程度。
交叉抗原的生物学意义
1．导致免疫损伤（链球菌感染后性肾小球肾炎）
2、干扰特异性诊断或鉴定
第二节 影响抗原免疫应答的因素
一、抗原分子的理化特性
1、化学性质： 蛋白质﹥多糖类，脂类无免疫原性。 2、分子量大小：通常分子量在10KD以上（大分子 胶体）。 分子量越大，抗原性越强。 3、化学组成和结构：抗原物质表面必须有一定 的化学组成和结构，凡含有芳香族氨基酸（尤为 酪氨酸等）的蛋白质抗原性较强。
T细胞表位和B细胞表位
T细胞和B细胞表位的特性比较
3、影响抗原的特异性的因素 ------抗原表位的性质、数目、位置和空间构型
4、表位-载体作用
• 载体效应：在免疫应答中，B细 胞识别半抗原，并提呈载体表位 给CD4+ T细胞，Th细胞识别载 体表位，以T细胞表位把特异T-B 细胞之间连接起来，T细胞才能 激活B细胞。
三、根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类
来源于细胞外， 进入内体加工的 抗原 被吞噬的细胞、细菌或某些 自身成分
外源性抗原 Exogenous antigen
在细胞内合成，在 胞质内加工的抗原
内源性抗原 endogenous antigen
合成的病毒蛋白、肿瘤细胞 合成的蛋白、胞内某些自身 正常成分
TD抗原（胸腺依赖抗原）有T表位和B表位, TI抗原（胸腺非依赖抗原）由多个重复的B表位组成
TD-Ag与TI-Ag比较
性状
对巨噬细胞的需要 活化的B细胞 T细胞依赖性 诱生的Ig类型 再次免疫应答 免疫记忆
TI-Ag
不需要，由B 表位组成 B1 不依赖 IgM 不产生 不形成
TD-Ag
需要，由T、B表 位组成 B2 依赖 IgM、IgG、IgA 产生 形成
常规抗原 Definition
Conventional Antigen
超抗原
Superantigen
Polyclonal response 1:4 - 1:10
超抗原作用示意图
超抗原与普通抗原的特性比较
（二）免疫佐剂 immunoadjuvant
预先或与抗原一起注入机体，可增强机体对该抗 原的特异性免疫应答或改变免疫应答类型的物质称为 免疫佐剂。
弗氏佐剂 Freund adjnvant – 不完全弗氏佐剂 • 抗原水溶液 • 油剂（石蜡油或植物油） • 乳化剂（羊毛脂或吐温80） • 制成油包水抗原乳剂即为不完全弗氏佐剂 – 完全弗氏佐剂 • 不完全弗氏佐剂+死卡介苗
佐剂的作用机制
• 改变抗原物理性状，增强抗原在体内的潴 留时间 • 刺激单核 — 巨嗜细胞的吞噬能力，增强其 对抗原的处理和呈递能力。 • 刺激淋巴细胞的增殖和分化，增强和扩大 免疫应答的能力。
第三章 抗原
内 容 与 要 求
• 掌握：抗原的概念和特性、抗原的异物性和特异性、抗原 表位、T细胞表位与B细胞表位、 TD抗原与TI抗原。 • 熟悉：影响抗原免疫应答的因素、交叉反应、异嗜性抗原。 • 了解： 超抗原、免疫佐剂、丝裂原的定义、作用及应用。
抗原的概念
抗原（antigen，Ag）——能与T细胞的
• 半抗原决定基
• 载体决定基
抗原表位与 BCR或抗体特 异性结合
抗 原 表 位
构象性表位直 接被BCR识别, 抗体与特定 表位结合
5、共同抗原表位与交叉反应
共同抗原（交叉反应抗原） 两 种不 同 的 抗 原分子 所具有的相同或相似的抗 原决定簇称为共同抗原或 交叉反应抗原。
交叉反应 具有共同抗原的物质 其抗原和抗体之间相互结 合发生的反应 。
二、抗原的特异性
• 决定抗原特异性的结构基础——抗原表位（epitope） • 抗原表位/抗原决定基（Antigenic determinant，AD） ——是抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，是 TCR/BCR及抗体特异结合的基本单位。 • 抗原决定基的大小：相当于抗体的抗原结合部位
–蛋白质决定簇：5～17个氨基酸残基；
• • • • • • • 1.抗原的概念 2.抗原的特性 3.抗原的异物性——抗原的核心 4.抗原的特异性——表位 5.抗原的分类（TD-Ag和TI-Ag 7.异嗜性抗原 8.超抗原、佐剂、丝裂原
思考题
• • • • • • • • • • • 一、名词解释： antigen、epitope(antigenic determinant)、 免疫原性、免疫反应性、半抗原（hepten）、 TD-Ag、 TI-Ag、异嗜性（Forssman）抗原、佐剂、 超抗原、丝裂原 二、简答题： 1、试述抗原的基本特性。 2、决定Ag免疫原性的因素有哪些？ 3、简述T细胞表位与B细胞表位的特性。 4、试比较TD-Ag与TI-Ag。 5、试述超抗原与普通抗原的异同点。
5、物理状态 • 环状结构>直链结构 • 聚合状态>单价状态 • 颗粒性抗原>可溶性抗原
二、宿主方面的因素
1、遗传因素：受免疫应答基因控制 2、动物的年龄、性别、健康状态等：雌激素 促进抗体生成
三、抗原进入机体方式的影响
免疫抗原的剂量、途径、次数以及免 疫佐剂的选择都明显影响机体对抗原的选择
下列哪些物质对人来说具有免疫原性？哪种物 质抗原性最强？