微生物学与免疫学课件——1抗原

抗 原 免 疫 应 答
二、理化性质 3.分子构象和易接近性 3.分子构象和易接近性 分子结构是指抗原分子中一些特殊化学基团 的立体构象。 的立体构象。 易接近性是指抗原表面这些特殊的化学基团 易接近性是指抗原表面这些特殊的化学基团 与淋巴细胞表面相应受体相互接触的难易程度。 与淋巴细胞表面相应受体相互接触的难易程度。 易接近性常与这些化学基团在抗原分子中分 布的部位有关。 布的部位有关。
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概述
1、抗原（antigen, Ag)/免疫原（Immunogen) 是指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（ 性免疫应答,并能与相应免疫应答产物（即抗体 和致敏淋巴细胞） 和致敏淋巴细胞）在体内或体外发生特异性结合 的物质。 的物质。 抗原的两种特性 免疫原性 免疫反应性
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4. 完全抗原 （complete antigen ) 具有免疫原性和免疫反应性的物质。 具有免疫原性和免疫反应性的物质。 5. 半抗原 （ hapten ) 或 不完全抗原（ 不完全抗原（incomplete antigen) 只有免疫反应性而无免疫原性的物质。 只有免疫反应性而无免疫原性的物质。
具有异物性的物质
1. 异种物质：指来自不同种属的抗原物质。 异种物质：指来自不同种属的抗原物质。 2. 同种异型物质：指同一种属不同个体所具有的特异 同种异型物质： 性抗原物质。 红细胞血型抗原，包括ABO、Rh等40 性抗原物质。①红细胞血型抗原，包括 、 等 余个抗原系统，其对安全输血极为重要； 余个抗原系统，其对安全输血极为重要；②人类主要组 织相容性抗原，即人白细胞抗原（ ），是具有高 织相容性抗原，即人白细胞抗原（HLA），是具有高 ）， 度多态性的抗原系统。 度多态性的抗原系统。 3. 自身物质：正常情况下，机体免疫系统不对自身 自身物质：正常情况下， 正常组织或细胞产生免疫应答，即处于自身耐受状态。 正常组织或细胞产生免疫应答，即处于自身耐受状态。 在某些病理情况下（如隐蔽抗原或隔离抗原释放； 在某些病理情况下（如隐蔽抗原或隔离抗原释放；自 身抗原发生改变或被修饰等）， ），自身抗原成分可诱导 身抗原发生改变或被修饰等），自身抗原成分可诱导 机体产生自身免疫应答。 机体产生自身免疫应答。
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（三）根据抗原与机体的亲缘关系 1. 异种抗原 异种抗原(xenogenic antigen) 2. 同种异型抗原（allogenic antigen） 同种异型抗原（ ） 3. 自身抗原 自身抗原(autoantigen)
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第四节 医学上重要的抗原
一、病原微生物及其代谢产物： 病原微生物及其代谢产物： 制备疫苗用于预防接种； 制备疫苗用于预防接种； （一）细菌性抗原 （二）病毒性抗原 （三）外毒素和类毒素
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第二节 抗原的特异性
抗原特异性： 抗原特异性：指抗原诱导机体产生应答及与 应答产物发生反应所显示的专一性 专一性。 应答产物发生反应所显示的专一性。 免疫原性的特异性 、免疫反应性的特异性 一、决定抗原特异性的分子结构基础 1、抗原决定簇的概念:抗原决定簇(antigenic 、抗原决定簇的概念 抗原决定 抗原决定簇 determinant，AD)指抗原分子中决定抗原特异性 ， 指抗原分子中决定抗原特异性 表位(epitope)。通常 的特殊化学基团，又称表位 。通常5~15 的特殊化学基团，又称表位 个氨基酸残基、单糖或核苷酸即可构成一个表位。 个氨基酸残基、单糖或核苷酸即可构成一个表位。
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抗原决定簇的作用： 抗原决定簇的作用： 决定抗原特异性：其性质、 决定抗原特异性：其性质、数目和空间构 象决定抗原的特异性。 象决定抗原的特异性。 与相应抗体和淋巴细胞AgR特异结合部位 特异结合部位 与相应抗体和淋巴细胞
Ag-Ab 反应的特异性 • Ag-Ab 反应具有高度特异性 反应具有高度特异性 • 特异性由 Ag-D 决定 • Ag-D相同，若空间位置不同，特异性也不同 相同，若空间位置不同， 相同 • Ag-D相同，空间位置相同，若旋光性不同， 相同，空间位置相同，若旋光性不同， 相同 特异性也不同
TD-Ag和TI-Ag引起免疫应答的特点 TD-Ag和TI-Ag引起免疫应答的特点
特 点 TDTD-Ag + + + + 细菌病毒等 蛋白质抗原 TITI-Ag + IgM 脂多糖, 脂多糖,荚 膜多糖等 Th 细胞 体液免疫 细胞免疫 回忆应答 举 例
IgG为主 产生抗体类型 IgG为主
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交 叉 反 应 示 意 图
抗原1 抗原 抗原1 抗原 刺激机体 产生抗体 抗原2 抗原
↙
抗体1 抗体
↘
抗原2 抗原
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第三节
抗原的分类
（一）依据抗原诱生抗体时对T细胞的依赖性 依据抗原诱生抗体时对 细胞的依赖性
1. 胸腺依赖性抗原(thymus dependent antigen, TD antigen) TD抗原亦称 细胞依赖抗原，其刺激机体产生抗体依赖于 抗原亦称T细胞依赖抗原 抗原亦称 细胞依赖抗原，其刺激机体产生抗体依赖于T 细胞辅助，绝大多数蛋白质抗原及细胞抗原属TD抗原 抗原， 细胞辅助，绝大多数蛋白质抗原及细胞抗原属 抗原，如 病原微生物、血细胞、血清蛋白等。 病原微生物、血细胞、血清蛋白等。 2. 非胸腺依赖抗原(thymus independent antigen, TI antigen) TI抗原亦称 细胞非依赖性抗原，其刺激机体产生抗体无需 抗原亦称T细胞非依赖性抗原 抗原亦称 细胞非依赖性抗原， T细胞辅助 。 细胞辅助
腺病毒
流感病毒
狂犬病病毒
口蹄疫病毒
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二、动物免疫血清： 动物免疫血清：
如临床上用的马血清抗毒素对人是异种蛋白， 如临床上用的马血清抗毒素对人是异种蛋白， 可引起过敏反应； 可引起过敏反应； 类毒素 免疫动物 动物血清中含大量抗毒素 （动物免疫血清） 动物免疫血清） 动物免疫血清 注入 人体 特异性治疗和紧急预防用） （ 特异性治疗和紧急预防用） 动物免疫血清对人体具有两重性。 动物免疫血清对人体具有两重性。 提供了特异性抗体，中和细菌的外毒素，防治疾病。 ①提供了特异性抗体，中和细菌的外毒素，防治疾病。 是异种蛋白质，可引起超敏反应。 ②是异种蛋白质，可引起超敏反应。
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功能性和隐蔽决定簇
功能性决定簇：有些 位于Ag的表面 功能性决定簇：有些Ag-D位于 的表面，易于被淋巴细胞 位于 的表面， 识别，具有易接近性，可以诱发免疫应答， 识别，具有易接近性，可以诱发免疫应答， 称为功能性决定簇。 称为功能性决定簇。 隐蔽性决定簇：存在于 分子内部的决定簇 分子内部的决定簇， 隐蔽性决定簇：存在于Ag分子内部的决定簇，无触发免疫应 答的功能，称为隐蔽性抗原决定簇。 答的功能，称为隐蔽性抗原决定簇。
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2、抗原决定簇的种类可分为 、 • 根据结构分为 （1）线性决定簇： ）线性决定簇： 序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。 序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。 （2）构象性决定簇： ）构象性决定簇： 由空间构象形成的决定簇，序列上不连续。 由空间构象形成的决定簇，序列上不连续。 • 根据功能分为 （1）隐蔽性决定簇：存在于抗原内部的决定簇。 ）隐蔽性决定簇：存在于抗原内部的决定簇。 细胞识别， （2）功能性决定簇：能被 细胞识别，或与抗体 ）功能性决定簇：能被B细胞识别 结合的决定簇。 结合的决定簇。
抗 原
第一章 抗 原
抗
原
目的要求
1、掌握抗原的概念及特性；完全抗原和半 掌握抗原的概念及特性； 抗原的概念 抗原的概念；决定抗原免疫原性的因素； 抗原的概念；决定抗原免疫原性的因素； 重要的抗原。 医学上重要的抗原 医学上重要的抗原。 2、熟悉抗原特异性与抗原决定簇；共同抗 熟悉抗原特异性与抗原决定簇； 抗原特异性与抗原决定簇 原与交叉反应；抗原的分类。 原与交叉反应；抗原的分类。 3、了解抗原结合价；超抗原的概念及意义。 了解抗原结合价；超抗原的概念及意义。
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功能性和隐蔽决定簇
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二、共同抗原和交叉反应 1.共同抗原 共同抗原： 1.共同抗原： 带有相同或相似抗原决定簇的抗原称共同 抗原或交叉抗原。 抗原或交叉抗原。 2.交叉反应 2.交叉反应 抗体与具有相同或相似决定簇的抗原之间 出现的反应，称交叉反应。 出现的反应，称交叉反应。
（二）根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类 1、外源性抗原：循溶酶体途径被处理和提呈， 、外源性抗原：循溶酶体途径被处理和提呈， 该过程受MHC-II分子限制。 分子限制。 该过程受 分子限制 2、内源性抗原：在胞核和胞浆中合成的蛋白质 、内源性抗原： 分子， 类分子提呈。 分子，由MHC-I类分子提呈。 类分子提呈
1.外毒素：细菌分泌的毒性蛋白质。具有毒性与 外毒素：细菌分泌的毒性蛋白质。 外毒素 免疫原性。 免疫原性。 2.类毒素 经0.3%～0.4%甲醛处理过的失去毒性 类毒素 ～ 甲醛处理过的失去毒性 保留免疫原性的外毒素。 保留免疫原性的外毒素。
G-菌胞壁
G＋菌胞壁
细 菌 性 抗 原
病毒性抗原 衣壳： 衣壳：蛋白 包膜： 包膜：糖蛋白
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氨基酸的位置和间距与抗原性的关系
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二、理化性质 4.物理性状： 物理性状： 物理性状 颗粒性抗原＞ 颗粒性抗原＞可溶性抗原 聚合状态＞ 聚合状态＞单体
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三、宿主方面的因素 1.遗传因素： 1.遗传因素：同种动物不同品系及不同个体 遗传因素 对同种抗原产生不同强度的免疫应答。 对同种抗原产生不同强度的免疫应答。 2.年龄、 2.年龄、性别与健康状态 年龄 此外，与抗原的剂量、 此外，与抗原的剂量、进入途径及免疫佐 剂的应用等有关。 剂的应用等有关。 途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。 途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。
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●抗原结合价：抗原分子表面能与抗体分子 抗原结合价： 结合的功能性抗原决定簇的数目。 结合的功能性抗原决定簇的数目。 半抗原仅有一个功能性抗原决定簇，故为单价抗原； 半抗原仅有一个功能性抗原决定簇，故为单价抗原； 仅有一个功能性抗原决定簇 单价抗原 天然抗原有多个功能性抗原决定簇 故为多价抗原 有多个功能性抗原决定簇， 多价抗原。 天然抗原有多个功能性抗原决定簇，故为多价抗原。
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免疫原性（ 2. 免疫原性（ immunogenicity ) : 抗原能特异性刺激免疫细胞，使之活化、 抗原能特异性刺激免疫细胞，使之活化、 增殖、分化，最终产生免疫效应物质（ 增殖、分化，最终产生免疫效应物质（抗体 或致敏淋巴细胞）的特性。 或致敏淋巴细胞）的特性。 免疫反应性（ 3. 免疫反应性（antigenicity): 或称反应原性， 或称反应原性，指抗原可在体内外与相 应的免疫效应物质发生特异性结合的特性。 应的免疫效应物质发生特异性结合的特性。
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第一节 构成抗原的条件
一、异物性 二、理化性质 三、机体因素
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一、异物性 ： “异物”的概念定义为“在胚胎期未与 异物”的概念定义为“ 淋巴细胞充分接触过的物质， 淋巴细胞充分接触过的物质，或其化学结构与 宿主的自身成分相异的物质” 宿主的自身成分相异的物质”。 抗原与机体间亲缘关系越远，组织结构 差异越大（异物性明显）， ），其 差异越大（异物性明显），其免疫原性越强。
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二、理化性质 1.大分子胶体： 大分子胶体： 大分子胶体 免疫原性强； 分子量 > 10 000dal 免疫原性强； 免疫原性弱； 分子量 < 10 000dal 免疫原性弱； 一般无免疫原性； 分子量 < 4 000dal 一般无免疫原性；
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二、理化性质 2.化学组成与结构：蛋白质＞核酸＞多糖 化学组成与结构：蛋白质＞核酸＞ 化学组成与结构 类脂无免疫原性 ■蛋白质抗原免疫原性强; 蛋白质抗原免疫原性强; 必须有较复杂的化学组成和特殊的化学 基团（要含有大量的芳香族氨基酸 芳香族氨基酸）。 基团（要含有大量的芳香族氨基酸）。