免疫学-抗原及抗体

抗原Biblioteka 抗原antigen，Ag
是一类能刺激机体免疫系统使 之产生特异性免疫应答、并能与 相应免疫应答产物（抗体和致敏 淋巴细胞）在体内外发生特异性 结合的物质。
免疫原性和抗原性
➢免疫原性(immunogenicity) 抗原 能刺激特异性免疫细胞，使之活化、增 生、分化，最终产生免疫效应物质； ➢抗原性(antigenicity) 抗原可在体内 外与相应的免疫效应物质发生特异性结 合。
一定的物理性状
❖具有环状结构的蛋白质的免疫原性 比直链分子强；
❖聚合状态的蛋白质较单体免疫原性 强；
❖颗粒性抗原较可溶性抗原强。
完整性
须经非消化道途径进入机 体（包括注射、吸入、混入伤 口），并接触淋巴细胞，才能 成为良好抗原。
抗原特异性
❖特异性 是指物质之间的相互吻合性或针 对性、专一性。
1975年，Köhler 和 Milstein建立了 杂交瘤技术，可获得针对单一抗原决定 簇的高特异性抗体。
➢完全抗原(complete antigen) 具有免疫原性和抗原性的物质；
➢半抗原（hapten） 只有抗原 性而无免疫原性的物质。
➢抗 原 刺 激 是 引 起 机 体 产 生 特 异 性免疫应答的先决条件。
➢耐受原(tolerogen) 在某种情 况下，抗原也可诱导相应的淋巴 细胞克隆对该抗原表现为特异性 无应答状态（免疫耐受）。
超抗原的分类
（Classification of Superantigens） 内源性超抗原（endogenous SAg）
病毒编码的膜蛋白
外源性超抗原（exogenous SAg） 细菌分泌的外毒素
超抗原激活淋巴细胞的特点
❖强大的刺激能力 ❖无须抗原处理 ❖无MHC限制性 ❖选择性结合TCRβ链的V区 ❖激活T细胞的量比丝裂原少 ❖识别T细胞表位和MHC结合
➢完全抗原的分子量一般在10 kDa以上， 分子量越大，抗原性越强。
➢分子量越大，表面抗原决定簇越多， 对淋巴细胞有更强的刺激作用。
➢大分子胶体物质的化学结构稳定，不 易被破坏和清除，在体内停留时间长， 能持续刺激淋巴细胞。
一定的化学组成和结构
❖含有芳香族氨基酸的蛋白质，免疫 原性较强；
❖某些多糖的抗原性由单糖的数目和 类型所决定；
➢变应原(allergen) 引起机体发 生病理性免疫应答。
抗原诱发机体免疫系统的反应
无应答; 抗原特异性体液和细胞免疫应答; 超敏反应； 诱导免疫耐受。
抗原的性质
➢抗原物质是否具有免疫原性，一方 面取决于抗原本身的性质，另一方 面取决于机体对抗原刺激的反应性。
➢作为抗原必须具有异物性、一定的 理化性状及完整性。
❖自身抗原 能引起自身免疫应答的自 身组织成分
❖异嗜性抗原 在不同种属动物、植物 和微生物细胞表面存在的共同抗原
根据抗原激发机体免疫反应对T细 胞的依赖性
❖胸 腺 依 赖 性 抗 原 （ thymusdependent antigen） 须在巨 噬细胞和TH细胞参与下才能激活 B细胞产生抗体；
❖胸 腺 非 依 赖 性 抗 原 （ thymusindependent antigen） 刺激 B细胞产生抗体时无须T细胞辅助。
➢自身抗原 ➢完全抗原 ➢胸腺依赖性抗原 ➢半抗原 ➢胸腺非依赖性抗原
同一种属不同个体间存在的抗原是：
➢同种异型抗原 ➢异种抗原 ➢独特型抗原 ➢超抗原 ➢自身抗原
抗体对具有相同或相似决定基的不同 抗原的反应称作：
➢特异性反应 ➢交叉反应 ➢异物性 ➢功能性 ➢过敏反应
刺激B细胞产生抗体时需要Th细胞辅 助的抗原是：
半抗原具有抗原性(antigenicity) , 没 有免疫原性(immunogenicity)。
抗原决定簇的分类
❖覆盖型和非覆盖型决定簇 ❖功能性和隐蔽性决定簇 ❖T细胞和B细胞决定簇 ❖载体决定簇和半抗原决定簇
非覆盖型决定簇 不同决 定簇之间相对分离，各自 结合特异性的抗体，互不 影响。 覆盖型决定簇 某一决定 簇与抗体结合可影响另一 决定簇与抗体结合。 构象效应 某一抗体与决 定簇结合可导致抗原构象 的改变。
1969年 Perlmann和Holm ADCC 1972年 Cosenza和Kohler 独特型抗体的
调节作用 1974年 Jerne 独特型抗体独特型网络学说 1975年 Kohler和Milstein B淋巴细胞杂交
瘤技术 1980年 Tonegawa Ig的基因结构 1984年 Morrison 基因工程抗体 1989-1991年 Winter和Lerner 抗体库技 术
❖抗原的特异性表现在两个方面，即免疫 原性的特异性和抗原性的特异性。
❖特异性是免疫应答最重要的特点，也是 免疫学诊断与防治的理论依据。决定抗 原特异性的物质基础是抗原分子中的抗 原决定簇。
抗原表位是决定抗原特异性 的物质基础。
抗原决定簇 Antigenic determinant
❖抗原决定簇 指抗原分子中决定抗原 特异性的特殊化学基团;
❖分子表面带有多个相同和不同的抗 原决定簇，是多价抗原。
抗原结合价 （Antigenic valence）
能与抗体分子结合的抗原表位的总数。
半抗原：单价； 天然抗原：一般为多价抗原，含多种、 多个表位。
多价抗原
一个抗原可以与多个抗体特异结合
半抗原（ Hapten ）
能够被TCR或BCR（或抗体分子）识 别，但不能独立诱导免疫应答的物质称 半抗原。
诱导免疫细胞增生的其它成分
❖免疫佐剂 ❖丝裂原 ❖超抗原
免疫佐剂
❖增强抗原的免疫原性； ❖增强机体对抗原刺激的反应性； ❖改变抗体类型； ❖引起或增强迟发型超敏反应。
丝裂原
非特异的多克隆激活剂，能使某一 群淋巴细胞的所有克隆都激活。
超抗原
其抗原作用不受MHC限制，无抗 原特异性。极低浓度即可激活多克 隆T淋巴细胞（2-20%），产生强烈 的免疫应答。
胸腺依赖性抗原
❖多为蛋白质 ❖结构复杂，具有多种不同的决定簇，
无重复的同一决定簇 ❖体液免疫和（或）细胞免疫 ❖诱导产生各类Ig ❖产生再次免疫应答 ❖形成免疫记忆
胸腺非依赖性抗原
❖主要为某些多糖类 ❖结构简单，具有相同的决定簇，重
复出现同一决定簇 ❖体液免疫 ❖诱导产生IgM ❖不产生再次免疫应答 ❖不形成免疫记忆
位
超抗原的生物学意义
❖病理过程 ❖自身免疫应答 ❖免疫抑制 ❖抗肿瘤效应
抗原提呈
抗原诱导的免疫耐受
（Antigen-induced tolerance）
耐受原（toleragen）
通过免疫诱导的方法使机体进入针对 某些外来抗原暂时或长久的无反应状 态。
问答题
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是：
Emil Adolf von Behring, 德国医师和细菌学家,因证实了 注射抗毒素对白喉和破伤风的免 疫作用,而于1901年成为首次诺 贝尔医学生理学奖的获得者。
Rodney Robert Porter,英国 生物化学家,因其用胃蛋白酶作用 于抗体产生Fc(可结晶的)和Fab (连接抗原的)片段的抗体化学结 构的研究,于1972年获得诺贝尔 医学生理学奖
顺序表位及构象表位
➢顺序表位或线性表位（sequential epitope or linear epitope) 由 连续性排列的短肽构成
➢构 向 表 位 或 非 线 性 表 位 （ conformational epitope or nonlinear epitope） 短肽和多 糖残基在序列上不连续性排列，在 空间上形成特定的构向
➢胸腺依赖性抗原 ➢胸腺非依赖性抗原 ➢异种抗原 ➢自身抗原 ➢半抗原
动物来源的破伤风抗毒素对人而言是：
➢半抗原 ➢抗体 ➢抗原 ➢既是抗体又是抗原 ➢超抗原
从抗原化学性质来讲，免疫原性最强 的是：
➢脂多糖 ➢多糖类 ➢蛋白质 ➢DNA ➢脂肪
异嗜性抗原的本质是：
➢抗原 ➢共同抗原 ➢改变的自身抗原 ➢同种异型抗原 ➢半抗原
哪种物质没有免疫原性：
➢异嗜性抗原 ➢抗体 ➢补体 ➢半抗原 ➢细菌多糖
复习题
➢试述超抗原与普通抗原的异同点 ➢试述决定抗原特异性的结构基础 ➢抗原是如何通过MHC I、II类途
径被加工处理和提呈的
抗体
抗体研究的历史
1888年 Roux和Yesin 白喉毒素。 1890年 Behring和Kitasato 抗毒素 1939年 Tiselius和Kabat 抗体是球蛋白 1941年 Coons 免疫荧光技术 1956年 Oudin和Grubb Ig同种异型 1959-1962年 Porter和Edelman 抗体结构 1961-1962年 Warner等 细胞免疫与体液免 疫
❖核酸的免疫原性很弱，但与蛋白质 载体连接后则可刺激机体产生抗体；
❖脂类一般无免疫原性。
分子构象与易接近性
❖分子构象（conformation） 指抗原 分子中一些特殊化学基团的三维结构， 它决定该抗原分子能否与相应淋巴细 胞表面的抗原受体互相吻合；
❖易接近性（accessibility）指抗原分 子的特殊化学基团与淋巴细胞表面相 应的抗原受体相互接触的难易程度。
覆盖型和非覆盖型决定簇
功能性和隐蔽性决定簇
功能性决定簇 位于抗 原表面的决定簇易被相应 淋巴细胞所识别，可直接 启动免疫应答。 隐蔽性决定簇 存在于 抗原分子内部的决定簇无 触发免疫应答的功能。 内部的隐蔽决定簇被暴露， 可能成为新的有功能的决 定簇。
功能性决定簇（A、B、C、D） 隐蔽性决定簇（E、F、G）
交叉反应的发生
❖两种抗原决定簇构型完全 相同
❖两种抗原决定簇相似
抗原的分类
❖根 据 抗 原 的 来 源 与 机 体 的 亲 缘 关 系