第3章抗原

1、抗原的理化性质 （chemical and physical nature of antigens） （1）化学性质（ chemical nature ）
糖蛋白、脂蛋白、多糖、脂多糖 活化的淋巴细胞中的DNA，染色体、组蛋白 自身抗DNA、组蛋白抗体 抗核抗体
自身免疫病
（2）大分子量
分子量大
>10kD
>100kD
免疫原（Immunogens）
强免疫原 （Strong immunogens ）
抗原决定簇多 抗原分子结构复杂
<10kD（Poor 弱免疫原 immunogens）
不易被降解
高免疫反应
持续刺激免疫细胞
（3）复杂的化学结构
明胶分子（分子量>100kD ）
直链氨基酸
加苯环氨基酸（2%酪氨酸）
4、其他分类
（1）产生方式不同
1.天然抗原 2.人工合成抗原 （2）物理性状的不同 1.颗粒性抗原 2.可溶性抗原
（3）化学性质不同 1.蛋白质抗原 2.多糖抗原 3.多肽抗原 （4）诱导免疫应答的作用 1.移植抗原 2.肿瘤抗原 3.变应原 4.过敏原及耐受原
九、其他非特异性免疫刺激剂
（一）免疫佐剂( Adjuvant ) 与抗原混合使用能够增强机体对抗原免疫反应强度的物质称为 免疫佐剂。 1、最有效的免疫佐剂为弗氏佐剂（Freund’s adjuvant）
（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，主要包括血 型抗原、主要组织相容性抗原以及次要组织相容性抗 原等。 人类血型抗原 目前，已报导23个系统 。
ABO（H）血型系统：人类ABO（H）血型系 统可分为A、B、AB和O四种类型。
血型 抗原（RBC） 抗体（血清） ——————————————————— A型 A抗原 抗B抗体 B型 B抗原 抗A抗体 AB型 AB抗原 无抗A、抗B抗体 O型 无A、B抗原 抗A、抗B抗体 ———————————————————
四、抗原的特异性（Specificity of antigen）
1、抗原的特异性：抗原只和自己相应的抗体和致敏淋巴 细胞相结合这一特性，称为抗原的特异性（ Specificity ）
化学基团的结构和空间构型对半抗原-抗体特异性的影响
位置 position NH2 -R -R NH2 NH2
抗血清 Anti-serum
基团组成 composition
R 邻位 间位 对位
抗
NH2 SO3H
R = SO3H R = ASSO3H2 R = COOH
++
— —
+++
+ + —
+ —
— —
血清
抗原特异性的物质基础是 抗原决定簇（antigenic determinant）, 抗原决定簇亦称表位（epitope），又称半 抗原（hapten ）。
（免疫原性很弱）
（免疫原性大大增强）
• 蛋白质：
A.氨基酸组成 --- 含芳香族氨基酸（特别是酪氨 酸），免疫原性强； B.结构：环状，免疫原性强；直链，免疫原性弱。
• 多糖：具有免疫原性, 较蛋白质弱。
• 核酸：多无免疫原性。
（4）分子构象(conformation)的易接近性(accessibility)
第三章
抗原
Antigen ( Ag )
一、抗原 (Ag)定义
能够刺激机体产生免疫应答，并且能与免疫应答 产物(抗体或免疫效应细胞)特异性结合的物质。
二、抗原的基本性质
（一）抗原分子一般具备两种特性，即：
（1）免疫原性（immunogenicity) （2）反应原性 (immunoreactivity)
抗原性
+++

+++
酪氨酸
多聚丙氨酸
谷氨酸
多聚赖氨酸
2、宿主(host)因素
（1）异物性
异物性是免疫原的核心。非己物为异物。
抗原Fra Baidu bibliotek机体之间的亲缘关系越远，组织结构的 差异越大，免疫原性越强。
**各种病原体、动物蛋白 **同种异体 **自身成分在胚胎期末未与免疫活性细胞接触过的物质 (精子、眼内容物等，又称为隐蔽性抗原)
2、抗原决定簇（antigenic determinant）：抗 原分子中具有一定组成和结构的，决定抗原特异
性的，能与TCR/BCR或抗体Fab片段特异性结合
的特殊的化学基团，是免疫应答特异性的物质基 础，又称表位( epitope )。
Antigenic determinants or epitopes are the
绝大多数的多糖类抗原
TD和TI抗原均是完全抗原
2、根据抗原与机体的亲缘关系而分类
•
（1）异种抗原（xenogenic Ag）： 来自另一物种 的抗原称为异种抗原。主要指病原微生物。
异种抗原
微生物 治疗用动物免疫血清：马血清抗毒素 马血清抗毒素的两重性： 1、特异性抗体----中和毒素 2、异种抗原，可刺激机体产生抗马血清抗体。
（3）自身抗原（autoantigen）：
在正常情况下， 机体对自身组织细胞不会产生免疫应答，即自身耐受。 但在感染、外伤、服用某些药物等影响下，使隔离抗原释放，或改变和 修饰了自身组织的抗原结构，诱发对自身抗原的应答。 药物
RBC
RBC
自身抗体
RBC
激活补体
自身免疫性 溶血性贫血
6 7 C C 5b 8
活化的T杀伤细胞 抗体
活化的B细胞
2、反应原性 (immunoreactivity)
Antigenicity is the ability to combine specifically with the final products of the above responses (i.e., antibody and /or cell-surface receptors). 能与抗体或效应 T 淋巴细胞特异性结 合的能力。
immunologically active regions of an immunogen that
bind to antigen-specific membrane receptors on
lymphocytes (TCR/BCR) or to secreted antibodies.
表位，抗原决定簇 Epitope or Antigenic Determinant:
（2）宿主的遗传特性 机体对抗原的应答是受免疫应答基因（主要是MHC） 控制的。因个体遗传基因的不同，人群中对同一抗原可 有高、中、低不同程度的应答。
（3）年龄、性别、健康状态
感染、免疫抑 制剂的应用
雌性比雄性动 物抗体生成高 青壮年强于 幼年和老年
3、免疫方法
剂量： 适中（剂量不足或过多均不引起免疫应答） 途径：皮内 > 皮下>肌肉>腹腔注射和静脉注射 > 口服（耐受） 次数：合适（重复进入引起强免疫应答） 免疫佐剂
Ep1 Ep2 Ep3
构象决定簇与线性决定簇
T细胞表位和B细胞表位
T细胞表位：是指在免疫应答中，TCR所识别的 抗原表位。多为由抗原提呈细胞加工提呈的抗原 多肽，呈线性排列。 B细胞表位：是指在免疫应答中，BCR所识别的 抗原表位。通常是天然的三级结构。
T细胞表位与B细胞表位的特性比较
T细胞表位 表位受体 MHC分子 表位性质 TCR 必需 主要是线性短肽 B细胞表位 BCR 无需 天然多肽，多糖，脂多 糖，有机化合物 6－7个氨基酸 或5－7个单糖、核苷酸
1、 免疫原性（immunogenicity)
Immunogenicity is the ability to induce a humoral and / or cell mediated immune response, including induce production of antibody and effector lymphocytes. 能够刺激机体产生免 疫应答，包括诱导产 生抗体及效应淋巴细 胞。
乙型溶血性链球菌细胞壁C抗原 M抗原
心瓣膜的糖蛋白 心肌成分 A族链球菌
风湿热
链球菌感染
急性 肾小球肾炎
肾小球基底膜
大肠杆菌O14型脂多糖
结肠粘膜
溃疡性结肠炎
3、根据抗原是否由抗原提呈细胞所合成分类 （1）外源性抗原
由抗原提呈细胞(APC)从外部所摄取的蛋白质抗原
（2）内源性抗原
在APC内合成的抗原，包括病毒感染细胞所合成的 病毒蛋白、肿瘤细胞合成的肿瘤抗原等
antigen
antigen
antigen
抗原与特异性免疫反应产物结合的最小单位。
3、抗原决定簇类型
根据结构分为两类：
构象决定簇（conformational determinant） 序列上不连续的多肽或多糖，有空间构象形成的决定簇， 见于抗体识别的决定簇，一般位于分子的表面。
顺序决定簇（sequential determinant） 一段序列相连续的氨基酸片段，又叫线性决定簇 （linear determinant），主要由线性排列的短肽构成，多 位于抗原分子的内部，主要是T细胞决定簇。
（二）完全抗原（complete antigen)
具有免疫原性和抗原性(反应原性)的物质， 如：蛋白质、细菌、病毒等。
（三）半抗原与载体
半抗原（Hapten，不完全抗原）：
不能诱导免疫应答，但可与特异性免疫反应的产物 发生反应的物质。 （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）。
C9 红细胞膜
自身抗原（autoantigen）的形成主要有以下原因。 1.隐蔽抗原释放 2.自身抗原被修饰 （1）生物因素 （2）化学修饰 （3）物理修饰 3.抗原决定基扩展 4.分子模拟（异嗜性抗原）
（4）异嗜性抗原（hetorophilic antigen）又称 Forssam抗原：是指一类与种属无关的存在于人、动物、 植物和微生物之间的共同抗原。
（二）超抗原（superantigen,SAg）
某些抗原物质只需要极低浓度即可激活某些亚型 的T细胞克隆，产生极强的免疫应答，但又不同 于丝裂原的作用，这类抗原称之为超抗原，在刺 激T细胞产生免疫应答时不受MHC限制性。 金黄色葡萄球菌肠毒素A~E（SEA~E） 、表皮剥 脱毒素（EXT）、关节炎支原体丝裂原 （MAM）、小肠结肠耶氏菌膜蛋白及小鼠反转 录病毒的蛋白产物等
载体（carrier）：
能够使半抗原成为具有免疫原性（可诱导免疫应答）
的物质称为载体。
半抗原 具有反应原性, 没有 免疫原性的小分子物 质。
+
小分子 载体
免疫应答 （immune response） 载体：赋予半抗 原免疫原性的大 分子物质。
半抗原+载体=完全抗原
三、 影响免疫原性的因素
1、抗原的理化性质 （1）化学性质 （2）大分子量 （3）复杂的化学结构 （4）分子构象的易接近性 2、宿主因素 （1）异物性 （2）宿主的遗传特性 （3）年龄、性别、健康状态 3、免疫方法
表位大小
9—12个氨基酸 （CD8＋T细胞） 12—17个氨基酸 （CD4＋T细胞） 线性表位 抗原分子任意部位
表位类型 表位位置
构象表位、线性表位 抗原分子表面
五、抗原的结合价
抗原的结合价（antigenic valence ）是指能和抗体分子 结合的功能性决定簇的数目。半抗原为一价，而天然抗原 一般是大分子，由多种、多个抗原决定簇组成，是多价抗 原，可以和多个抗体分子交互结合。
Specific reaction
Ag1
Cross reaction
Ag2
天花病毒
牛痘疫苗
Bm细胞
八、抗原的种类
1、根据产生抗体时需否Th细胞参与而分类 **胸腺依赖抗原 （thymus dependent antigen, TD-Ag）
绝大多数蛋白质抗原及细胞抗原
**胸腺非依赖抗原 （thymus independent antigen, TI-Ag）
完全弗氏佐剂：含有矿物油、羊毛脂和灭活结核杆菌 不完全弗氏佐剂：含有石蜡油和羊毛脂。
2、矿物盐：硫酸铝钾盐、钠盐和氨盐。 铝盐是人用佐剂 3、生物制剂
佐剂的作用机制
• 改变抗原的物理性状，延缓抗原降解和排除， 从而更有效的刺激免疫系统；
• 刺激单核-吞噬细胞系统，增强其处理和递呈 抗原的能力；
• 刺激淋巴细胞增殖与分化。
+
多 价 抗 原
多 价 抗 原
• valence=4 • epitopes=6
七、共同抗原与交叉反应
共同抗原（common antigen)：两种不同的抗原存在
相同或相似的抗原决定基。
交叉反应（cross-reaction)：由共同抗原决定基刺激机 体产生的抗体，可以和所有带有此决定基的共同抗原 起反应。