第二章-抗原

缺乏降解性
例如： 含L-氨基酸的蛋白质易降解，具有抗原性 含D-氨基酸的聚合体不易降解，不具有抗原性
32
五、 抗原进入机体的方式 抗原剂量
不足
无抗体产生
应答
过多
无抗体产生
低剂量抗原诱导低带耐受 (low-zone tolerance) 高剂量抗原诱导高带耐受
33
(high-zone tolerance)
2.3、抗原的种类
46
（一）根据抗原诱生抗体是否需T细胞辅助：
1. 胸腺依赖抗原（thymus dependent antigen, TD antigen）：
此类抗原刺激B细胞产生抗体的过程中必需依赖T 细胞辅助，绝大多数蛋白质抗原属于此类抗原， 由T细胞表位和B细胞表位组成。
2. 胸腺非依赖抗原（thymus independent antigen, TI antigen）：
26
二、分子大小
分子大小
（1）一种物质是否具有抗原性，与其分子大小有关： 通常情况下，具有抗原性的物质，分子量都较大 ≥10ku 强免疫原性
分子量
＜ 10ku ＜ 4ku
弱免疫原性 多无免疫原性
Байду номын сангаас
27
三、分子结构和立体构象的复杂性
1.在蛋白质分子中
含有大量芳香族氨基酸， 尤其是含有酪氨酸的蛋白质 非芳香族氨基酸
抗原能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。
即刺激B细胞产生抗体（体液免疫），刺激T细胞产生淋巴 因子（细胞免疫）。
T
T
Effector T cell
Ag B
浆细胞
antibody 11
2、反应原性（reactionogenicity）：抗原性
抗原能与其诱生的抗体或致敏淋巴细胞特异性反应 的能力。即指抗原能与抗体或效应性T细胞发生特异 性结合。 bind and react T Ag B
18
19
构成抗原的条件
一
二 高
三 复杂 的分 子结 构和 立体 构象
四 物 理 性
五 适当 的 进入
六 宿主 方面 的 因素
七
异
分
佐 剂
物
性
子
物 质
状
途径
20
一、异物性
1.在免疫功能正常条件下
21
一、异物性
2.因此
种系关系越远 抗原性越强
抗原来源与宿主
种系关系越近 抗原性越弱
举例：
微生物抗原 异种血清蛋白 鸭血清蛋白
特异性反应的物质
T
T
效应淋巴细胞
抗原
B 浆细胞
抗体
5
抗原是免疫学的核心内容之一 传统意义的抗原：主要指各种病 原微生物
抗原概念的变化
现代意义的抗原：既包括了微生 物细胞，也包括蛋白质、核酸等 生物大分子
6
微生物作为抗原，进入宿主后一般会出现三种结果：
第一种情况：是机体通过各种免疫机制清除了病原微 生物，增强了自身对该病原微生物的免疫力。 第二种情况：由于感染者没有足够的抵抗力，发生疾 病，甚至死亡。 第三种情况：病原微生物侵入机体后，不能被完全清 除，既出现了感染症状，又导致了抗感染免疫。例如 结核杆菌这种保内寄生菌。机体初次感染结核杆菌， 由于细胞免疫尚未建立，吞噬细胞虽可将它们吞噬， 但不能有效地消化杀灭，但在传染过程中，机体在病 原菌的刺激下逐渐形成细胞免疫，抑制病原菌在吞噬 细胞内生存，从而获得防御同种病种原菌再感染的免 疫力。
抗原性强 抗原性弱 抗原性强
22
同种不同个体
• 同种不同个体之间，其组织细胞成分也有
遗传控制下的细微差别，这种差别表现为
抗原性的不同，如人类的红细胞表面有血
型抗原的差异，称为同种异型抗原
23
血型抗原：
——人类血型抗原已报导23个系统
ABO血型系统： A、B、AB、O四型
血型 抗原（RBC） 抗体（血清） ——————————————————— A型
胰岛素结构图
29
多糖残基的细微差别可导致抗原特异性的不同。 如：ABO血型抗原
Gal GlcNAc Gal Glu
Fuc
GalNAc Gal GlcNAc
O抗原
Gal Glu
Fuc
A抗原
GlcNAc Gal Glu
30
Gal: 半乳糖
Gal
Gal Fuc
B抗原
3.分子构象的易接近性：
– 分子构象：是指抗原分子中一些特殊化学基团 的立体构象。与抗原决定簇相关
• 载体(carrier)：赋予半抗原免疫原性的大分子物 质 • 完全抗原 (complete antigen) ：同时具有免疫原性 和反应原性的物质。
15
carrier hapten
complete antigen
16
半抗原
+
载体
完全抗原
B
B B T
B T
抗体
17
思考
构成抗原必须符合一定的条件
– 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。 – 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。
31
四、物理状态和可讲解性
1.物理状态
例如：
影响很大
分子聚集 可溶性抗原 免疫原性弱
or
吸附在颗粒表面
增强抗原性
2.可降解性
降解过快
也有影响
没有足够的分子去刺激免疫细胞 不易被APC降解、加工
抗原性强 抗原性较弱
2.蛋白质和多糖抗原
结构复杂者抗原性强，反之较弱
环状 直链
抗原性强 抗原性弱
28
复杂性决定于氨基酸和单糖的类型 数量
简单重复的有机大分子如明胶 （分子量为100-150kDa），无免 疫原性
明胶分子示意图
胰岛素（分子量仅为5.7kDa，但其 富含芳香族氨基酸，因而免疫原性强
只含有一个抗原决定簇 的抗原.半抗原为单价抗 原
多价抗原
含有多个抗原决定簇的抗 原，大部分抗原都为多价 抗原
42
抗原决定簇分类 分类
顺序决定簇 按构成分 构象决定簇 功能性决定簇 隐蔽性决定簇 T细胞决定簇 按识别细胞分
序列相连续的氨基酸肽片段构成。 由空间构象形成，序列上不连续。 存在于抗原表面的决定簇。 存在于抗原内部的决定簇。 能被T细胞抗原受体所识别； 位于抗原分子任意部位； 约9~17个氨基酸残基。
性质
外毒素
强，微量对实验动物有致死作用（ 稍弱，对实验动物致死作用的量比 以ug计量）。各种外毒素有选择作 外毒素为大。各种细菌内素的毒性 毒性作用 用，引起特殊病变，不引起宿主发 作用大致相同。引起发热、弥漫性 热反应。抑制蛋白质合成，有细胞 血管内凝血、粒细胞减少血症、施 毒性、神经毒性、紊乱水盐代谢等 瓦兹曼现象等
3. 自身抗原（autoantigen）:
隐蔽抗原释放、自身成分改变或修饰
4. 异噬性抗原（Fossman抗原）
49
（二）根据与机体的亲缘关系
1. 异种抗原（xenogenic Ag）: 病原微生物
微生物的代谢产物
动物免疫血清及异种器官移植物
50
流感病毒
真菌
疟原虫
伤寒杆菌
链球菌
病原微生物
T细胞依赖性 应答类型 诱导的Ig类型 免疫记忆 常见的抗原种类
牛血清蛋白、卵白蛋白、类毒 肺炎球菌荚膜多糖、脂多 素 糖、聚合鞭毛素
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（二）根据与机体的亲缘关系
1. 异种抗原（xenogenic Ag）: 2. 同种异型抗原（allogenic Ag）: ABO血型抗原, MHC
应用——输血、器官移植组织配型、亲子鉴定
痢疾杆菌
51
外毒素、内毒素和类毒素抗原
外毒素：细菌在生长过程中合成并分泌到细胞外的 毒素。如破伤风毒素，抗白喉毒素 类毒素：外毒素经过脱毒后称为类毒素 内毒素：是革兰氏阴性菌的外壁物质，不分泌到细 脱毒 胞外，具有极强的抗原性
外毒素与内毒素的主要差异见表
52
内毒素 为细菌细胞壁结构成份，菌体崩解 存在部位 由活的细菌释放至细菌体外 后释出 细菌种类 以革兰氏阳性菌多见 革兰氏阴性菌多见 蛋白质（分子量27，000～900， 磷脂一多糖一蛋白质复合物（毒性 化学组成 000） 主要为类脂a） 稳定性 不稳定，60℃以上能迅速破坏 耐热，60℃耐受数小时
7
真菌
细菌
原生 动物
自然界中存在大
于1017种抗原
寄生 蠕虫
病毒
立克次 氏体
衣原体 和支原 体
8
我们生活中常见的抗原性物质:
抗原的化学本质

蛋白质
多肽
多糖 类脂, 脂肪 DNA, RNA 简单化合物
9
抗原的两大基本特性
免疫原性
反应原性 （抗原性）
10
抗原的两大基本特性
1、免疫原性（ immunogenicity）：
第二章 抗 原 (Antigen，Ag)
1
内容
2.1 抗原的概念 2.2 抗原决定簇 2.3 抗原的种类 2.4 抗原识别
2
学习目标
1.掌握抗原的概念及特性；抗原决定簇的 概念；构成抗原免疫原性的条件。 2.理解抗原特异性与抗原决定簇的关系。 3.了解抗原的分类。 4.了解免疫佐剂的种类 、作用及应用
3
Cellular Immune response Humoral Immune response
T cells
B cells
Effector T cell antibody
virus
4
2.1 抗原的基本概念
抗原（antigen）是指那些能够诱导机体免疫系统产生免
疫应答 ，又能与相应抗体或致敏淋巴细胞在体内外发生
抗原进入途径
皮内注射>皮下注射>肌肉注射>腹腔注射> 静脉注射>口服 我们每天吃的食物是否引起免疫应答？
注射方式 注射剂量 注射次数 时间间隔 年龄
34 怎样进行有效的疫苗接种？
六、宿主因素
亲缘关系越远→异物性越强
宿主遗传性
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。 年龄、性别与健康状态 青壮年>幼年/老年 雌性>雄性，但怀孕动物例外 感染或免疫抑制
B型
A抗原
B抗原
抗B抗体
抗A抗体
AB型
O型
AB抗原
无A、B抗原
无抗A、抗B抗体
抗A、抗B抗体
24
———————————————————
ABO血型抗原引起的溶血反应
A抗原
RBC A型
激活补体
B型
抗A抗体 ＋
RBC
RBC
RBC
溶血反应
25
具有异物性的物质分为：
1、异种物质 2、同种异体物质 如ABO血型物质，MHC 3、改变或隐蔽的自身物质 如眼晶状体蛋白，精子，脑组织
按功能分
B细胞决定簇
能与抗体和BCR结合； 主要位于抗原分子表面； 43 约6~7个氨基酸残基或糖基。
共 抗原乙 同 抗原甲 抗 原 和 交 共同抗原表位：不同抗原相互间 叉 存在的部分相同的抗原决定簇 反 应
44
抗原甲
刺激机体
产生抗体
抗原乙
↙
抗原甲
抗体1
↘
抗原乙
交叉反应：抗体与具有相同或相似决定簇 45 的不同抗原之间出现的反应。
抗原性
强，可刺激机体产生高效价的抗毒 刺激机体对多糖成份产生抗体，不 素。经甲醛处理，可脱毒成为类毒 形成抗毒素，不能经甲醛处理成为 霉，仍有较强的抗原性，可用于人 类毒素 53 工自动免疫
浆细胞
T
Effector T cell
bind and react
antibody
12
所有抗原都具有免疫原性和反应 原性吗？
13
请看这个实验：
14
（三）半抗原
• 半抗原 (hapten)： 指仅具备免疫反应性而不具有 免疫原性的物质。
– 若将半抗原与另一种蛋白质分子（载体, carrier）偶联 起来，则具有了刺激机体产生抗半抗原抗体的能力。
此类抗原刺激B细胞产生抗体不依赖T细胞，如少 数多糖抗原，由多个重复的B细胞表位组成。 47
TD-Ag和TI-Ag的比较
特性
化学特性
结构特点
TD-Ag
蛋白质
结构复杂 具有多种不同决定簇，既有T 细胞决定簇又有B细胞决定簇 是 体液免疫和细胞免疫 各类Ig 形成
TI-Ag
多糖
结构简单 具有重复出现的同一种B 细胞决定簇 否 体液免疫 IgM 不形成
35
七、免疫佐剂
定义
1.不是抗原，没有免疫原性。 2与抗原一起注射到动物体内时，能增强机体 对抗原的免疫应答。 因此也可称为免疫增强剂、抗原佐剂 ① 增加抗原的体积，易被抗原递呈细胞（APC） 摄取； ② 延长抗原在体内的存留期，增加与免疫细胞 接触的机会 ③ 诱发抗原注射部位及局部淋巴结炎症，有利 于刺激免疫细胞的增殖。
39
2、抗原决定簇
概念
抗原分子中决定抗原特
异性的特殊化学基因，
是被免疫细胞识别的靶
结构，又称抗原表位。
40
性质
• 一个多肽决定簇含5~6个氨基酸残基；
• 一个多糖决定簇含5~6个单糖 • 一个核酸半抗原决定簇含6~8个核苷酸。
41
抗原决定簇 抗原结合价
抗原分子表面能与抗体结合的决定簇总数。
单价抗原
36
作用 机制
决定抗原特异性的基础是什么呢？
37
2.2 抗原决定簇
38
抗原特异性：抗原进入机体只能激发特异的淋巴细胞分化
增殖，产生抗体或致敏淋巴细胞，且抗原只能与相应的免疫应
答产物反应，这种性质称为抗原的特异性。
免疫原性的特异性
1. 抗原的特异性表现在2个方面
反应原性的特异性
2. 抗原特异性的物质基础是 抗原分子中的抗原决定簇