第三章抗原

抗体（或抗原受体）
A B C
抗原
A B C
特异性识别
整个分子？ 部分结构？
决定抗原特异性的物质基础是存在于抗原 分子中的抗原表位。
一、抗原表位（epitope）概念
又称抗原决定簇（antigenic
determinant,AD）， 指抗原分子中决定
抗原特异性的特殊化学基团。
AD
多
是与抗体及淋巴细胞抗原受体（TCR、
价
BCR）特异结合的基本结构单位;
抗
原
二、抗原表位的类型
构象决定簇：序列上不相连而依赖于蛋白质或多糖的空间构象 形成的决定簇，多暴露于抗原分子表面。
顺序决定簇：一段相连的氨基酸序列所形成的决定簇，多位于 抗原分子内部。
功能性表位 位于抗原表面的AD能直接被相应淋巴细胞所识别 隐蔽性表位存在抗原分子内部的AD，无激发免疫应答的功能。
细胞，T细胞识别载体决定簇，是辅助B细胞产生抗体。
载体不仅赋于半抗原以免疫原性，还与半抗原免 疫应答的记忆性密切相关。只有T-B细胞协作，才能启 动对半抗原的抗体应答，才能产生再次应答效应。
2.半抗原—特异性
半抗原的组成、数目、排列和空间结 构决定着半 抗原的特异性
五、共同抗原和交叉反应
抗原的特异性是相对的，因为天然的抗原 分子表面可存在着多种表位，不同的抗原分子 表面存在相同或相似的表位，可引起交叉反应。
五、影响抗原免疫应答的其他因素
1、宿主方面的因素 1）遗传因素 同种动物不同品系及不同个体
对同种抗原产生不同强度的免疫应答。 2）其他因素 年龄、性别与健康状态。 一般说青壮年动物比幼年和老年动物免疫应
答强
2、免疫原的剂量及进入途径
1）剂量 （1）剂量不足或过多均不引起免疫应答。 （2）重复进入引起强免疫应答。
2.细菌的代谢产物
• 内毒素：是革兰氏阴性细菌细胞壁中的一种成分， 叫做脂多糖。脂多糖对宿主是有毒性的。只有当 细菌死亡溶解或用人工方法破坏菌细胞后才释放 出来，所以叫做内毒素。
• 外毒素：细菌在生长过程中由细胞内分泌到细胞 外的毒性物质
• 类毒素:外毒素经0.3%-0.4%的甲醛处理后,使其失 去毒性而保留免疫原性的物质。
逆转录病毒蛋白构成的，能与多数T细胞结合并使其活化，极低 浓度就能诱发最大的应答效应。
可激活很高数量T细胞的某些细菌或病毒产物称作超抗原。
普通抗原
超抗原
单克隆/寡克隆 T 细胞应答
1:104 - 1:105
多克隆T 细胞应答 1:4 - 1:10
超抗原激活多克隆示意图
2.SAg的作用特点
①具有强激活T细胞（CD4+T细胞）作用，可刺 激T细胞总数的5～20%。
TD-Ag与TI-Ag的特性
特性
TD-Ag
பைடு நூலகம்
化学性质 蛋白质
Mφ参与
+
Th 辅助
+
应答类型 体液和
细胞免疫
活化的B细胞 B2
诱生的Ig
各类Ig
再次应答
+
免疫记忆
+
TI-Ag
脂多糖、多糖等 ---
体液免疫 B1
IgM ---
2、根据抗原与机体的亲缘关系分类
1）异种抗原(xenogenic antigen)： 如细菌、病毒、外毒素、动物免疫血清等。
交叉反应：抗体或致敏淋巴细胞对具有相 同和相似表位的不同抗原的反应，称为交叉反 应。
伤寒杆菌 肠炎杆菌
人体 人体
抗体 交叉反应
抗体
亲缘关系很近的生物之间存在的共同抗 原称为类属抗原。
无种属关系的生物之间存在的共同抗原 称为异嗜性抗原。
交叉抗原在实践中的意义：
1、临床上常用异嗜性凝集反应辅助诊断疾病。如： 引起原发性非典型肺炎的肺炎支原体与MG株链球菌间 有异嗜性抗原。
隐蔽抗原释放及自 身抗原被修饰
例如变性的γ－球蛋白因暴露新的抗原决定簇而获得抗 原性，从而诱发自身抗体（类风湿因子）。
过敏性青光眼
新 生 儿 溶 血 症
2.分子大小
某些蛋白质的分子量与抗原性
弱抗原 分子量 强抗原
分子量
胰岛素 5734 核糖核酸酶溶酶体 1,4000
高血糖素 4600 卵白蛋白
4,0000
弗氏不完全佐剂（IFA) 石蜡油+羊脂
弗氏佐剂 弗氏完全佐剂 (CFA) 石蜡油+羊毛脂 + 卡介苗
抗原和佐剂的比例为1：1，由于佐剂是油剂， 加抗原后要充分混合成乳剂。
佐剂的作用机制：
a) 改变抗原物理性状，延长抗原在体内存留的时间。 b) 刺激单核巨噬细胞增强其对抗原的处理和递呈能力。
• (3)超抗原的抗肿瘤前景 超抗原通过激活多克隆T 细胞释放大量细胞因子，从而对肿瘤细胞有明显的 杀伤效应。超抗原有可能成为新一代的抗瘤制剂。
二、 免疫佐剂
1、定义 佐剂（adjuvant ）是先于抗原或同时与
抗原混合注射机体可增强抗原的免疫原性的物 质。 2、应用
①能增强弱免疫原性物质的免疫原性，常用 于增强一些小分子疫苗的免疫原性。
2 、在进行特异性诊断或鉴定时，需排除交叉抗原 可能产生的干扰。
• 3、应用交叉抗原可能诱导出难于制备的抗原免疫 应答。用斑疹伤寒立克次体诱导HIV免疫应答。
• 4、异嗜性抗原和某些疾病的发生有关。如：A族 溶血性链球菌细胞壁的多糖抗原与心瓣膜的糖蛋 白有共同抗原，链球菌的M蛋白与心肌成分有共同 抗原，因此感染该菌可引起风湿性心脏病。
• Toxin
chemical modification
Toxoid
toxin moiety
antigenic determinants
• 抗毒素：可用类毒素注射动物（如马），以制备 外毒素的抗体，称为抗毒素，作治疗用
第四节 超抗原和免疫佐剂
一、超抗原(superantigen,SAg)
1.概念 超抗原由White等于1989年提出的，是一类由细菌外毒素和
②可使剂量不足的免疫原产生有效的免疫应 答（如免疫制备抗体等）。
2、佐剂种类
①微生物及其产物：如分枝杆菌（结核杆菌、 卡介 苗）短小棒状杆菌、白日咳杆菌、革兰 氏阴性菌的内毒素。
② 无机化合物：氢氧化铝、明矾等 ③ 合成佐剂：如双链多聚肌胞苷酸（polyI:C) ④油剂：如弗氏佐剂、矿物油、植物油
2. 半抗原 半抗原（又称不完全抗原 incomplete antigen ） 无免疫原性，只有免疫反应的物质。
3. 载体 载体（carrier）赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。 半抗原 + 蛋白质（载体） ＝ 完全抗原。
半抗原
载体
+
完全抗原
BB B
B
Th Th
抗体
半抗原—载体效应示意图
半抗原 + 蛋白质（载体） ＝ 完全抗原
四、抗原的理化性质
➢化学性质 ：蛋白质、多糖 ➢异物性 ➢分子量大小： 一般>10KD，强；<4 KD，弱或无 ➢结构的复杂性 ➢分子构象(conformation) ➢易接近性(accessibility) ➢物理状态 ➢完整性
1.异物性
指与机体自身成分不同或在胚胎期未与宿主免 疫细胞接触过的物质。
②抗原无需处理，直接与MHC-II类分子和TCRV合。
超抗原作用示意图
普通抗原与超抗原不同识别机制的比较
超抗原在医药方面的意义
• (1)超抗原诱导免疫抑制和免疫耐受 超抗原使大量 T细胞过度活化，通过活化细胞的凋亡进行克隆清除， 对同一抗原的再次刺激不发生增殖，即产生免疫耐 受。
• (2)超抗原与疾病 超抗原与毒性休克综合征、川崎 病、多种细菌性食物中毒、银屑病等疾病的发生和 发展有关。
2）异嗜性抗原(heterophilic antigen)： 指一类与种属无关，存在于人、动物、植物和微生物之
间的共同抗原。 如：溶血性链球菌/人肾小球基底膜之间的共同抗原。
3）同种异型抗原(allogenic antigen): 同一种属生物不同个体之间的不同抗原。如人类的
ABO、Rh血型抗原、HLA等。 4）自身抗原(autoantigen):
第三节 感染性抗原
病原微生物及其代谢产物 1.病原微生物 如细菌、病毒、螺旋体、
真菌，对机体有较强的免疫原性。
有菌体抗原（O 抗原）、表面抗原（K抗原）、 鞭毛抗原（H抗原）、病毒抗原等。
细菌的包含的抗原
➢表面抗原：细胞壁外层的抗原， 主要是荚膜或微荚膜 ➢菌体抗原：细胞壁、细胞膜和 细胞质中的抗原 ➢鞭毛抗原：存在于鞭毛上的抗 原 ➢菌毛抗原：菌毛蛋白抗原
对异物的识别是机体在发育过程中通过淋巴 细胞与抗原接触而形成的“非己即异”的免疫识别 功能。
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。
如：微生物抗原→人 强免疫原 鸭血清蛋白→鸡：弱免疫原 兔：强免疫原
有异物性的物质
异种物质 同种异型（体）物质 自身物质
包括血 型抗原、 主要组 织相容 性抗原。
三、抗原结合价
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→ 多价 多价抗原可同时与多种/多个抗体结合。
抗原
牛血清 白蛋白： 决定簇 数 18 个
甲状腺 球蛋白： 40个
四、 半抗原的免疫特性
1.载体效应 概念：载体与半抗原偶联后在初次免疫和再次
免疫时，半抗原需结合相同的载体上，才能产生 较强的针对半抗原的再次抗体应答。
经理化因素处理后，使之暴露可能成为新的功能决定簇。
T细胞表位与B细胞表位
T细胞表位：被TCR所识别的抗原表位，是由抗原提呈细 胞加工提呈的线性表位
B细胞表位：被BCR所识别的抗原表位，为构象表位或顺 序表位，多位于抗原表面
T 细胞表位 B 细胞表位
肽
TCR
MHC
BCR—抗原
构象决定簇与线性决定簇
载体-半抗原效应
实验组 1 2 3
初次免疫 BSA-DNP BSA-DNP BSA-DNP+OA
再次免疫 抗DNP抗体
BSA-DNP
+++
OA- DNP
+
OA - DNP
+++
实验表明
• 说明载体不是单纯起运载半抗原的作用，其具有载体特 异性。
• 一个抗原分子具有载体决定簇和半抗原决定簇。 • 在免疫应答中，B细胞识别半抗原决定簇，是抗体产生
外源性抗原和内源性抗原的产生
4、其他分类方法
化学性质：蛋白质抗原、多糖抗原等 抗原的性质：完全抗原、半抗原 抗原的获得方式：天然抗原、人工抗原、合成抗原 抗原诱发免疫应答的作用：移植抗原、肿瘤抗原等
第二节 抗原的特异性（specificity）
指抗原刺激机体产生免疫应答及其与相应应答产物发 生反应时所显示的专一性。
2）途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔、呼 吸道和口服免疫应答水平依次降低。
3）佐剂（adjuvant）
六、抗原的种类
1、根据诱生抗体时是否需Th细胞参与分类
胸腺依赖抗原（thymus dependent antigen，TD-Ag） 需要Th细胞的辅助才能刺激B细胞产生抗体的抗原。
胸腺非依赖抗原（thymus independent antigen, TI-Ag） 不需Th细胞的辅助即可刺激B细胞产生抗体的抗原。
教学内容
• 抗原的基本概念 • 抗原的特异性 • 感染性抗原 • 超抗原和免疫佐剂
第一节 抗原的基本概念
一、抗原（antigen，Ag）
指能与T细胞、B细胞的TCR或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。
二、抗原的性质
1.免疫原性（immunogenicity）：
精蛋白 6000 牛血清白蛋白
7,0000
组蛋白 6000 丙种球蛋白
16,0000
甲状腺球蛋白
66,9000
3、分子构象和易接近性
抗原分子中的一些特殊化学基团的立体 构象是决定此分子是否能与相应淋巴细胞表 面受体结合，从而启动免疫应答的物质基础。
易接近性：抗原的特殊化学基团与相应 淋巴细胞表面受体相互接触的难易程度。
抗原刺激机体产生特异性免疫 应答，诱生相应抗体和效应淋 巴细胞的能力。
2.免疫反应性（antigencity）:
抗原可在体内、外与相应的抗体 /效应淋巴细胞发生特异性结合， 产生免疫反应的特性。
三、完全抗原与半抗原
1. 完全抗原 完全抗原（complete antigen) 具有免疫原性和 免疫反应性的物质。
3.根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分
1）内源性抗原(endogenous antigen)： 在抗原提呈细胞（APC）内新合成的抗原，如病毒抗
原，肿瘤抗原等。内源性抗原以抗原肽-MHC I类分子复合 物形式提呈给CD8+T细胞 2）外源性抗原(endogenous antigen)：
APC从细胞外部摄取。此类抗原在被溶酶体降解成短 肽后，通过MHCⅡ类分子提呈给CD4+T细胞识别，诱导 CD4+T细胞参与的免疫应答。经专职APC摄取，加工，处理， 提呈的外源蛋白质均属于此类，抗原识别受MHCⅡ类分子 限制。