抗原医学知识培训课件.ppt

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1、抗原医学知识,抗原医学知识,2,抗原医学知识,TB致敏T浆细胞抗体02抗原医学知识,2.1.2 .1异己性异物性(foreigness)又称为异质性或异源性异种物质 非动物性的物质：植物蛋白、微生物等,对动物宿主有良好的免疫原性。同种异体物质 同种异体物质：同种动物异体间的某些物质也有免疫原性，譬如血型抗原、组织相容性抗原等。自身变异成分或隐蔽成分暴露,2.1.2 影响因素,3,抗原医学知识,2.1.2 .1异己性2.1.2 影响因素3抗原医学知识,2.1.2 . 2 理化性质分子大小抗原的免疫原性与其分子大小有直接关系。 (1)免疫原性良好的物质分子量一般都在10000以上,在一定条件下,分

2、子量越大,免疫原性越强。 形成胶体 结构复杂 (2)分子量小于5000的物质免疫原性较弱。 (3)分子量小于1000的物质为半抗原,没有免疫原性。但与蛋白质载体结合后可获得免疫原性。,4,抗原医学知识,2.1.2 . 2 理化性质4抗原医学知识,分子结构中的侧链 将苯丙氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸连接到免疫原性较弱的明胶(由直链氨基酸组成)肽链上,可使其免疫原性大大增强。氨基酸的位置 分子结构和空间构象愈复杂的物质免疫原性愈强。譬如含芳香族氨基酸的蛋白质比含非芳香族氨基酸的蛋白质免疫原性强（下图）,分子结构复杂,5,抗原医学知识,分子结构中的侧链 分子结构复杂5抗原医学知识,A.多肽侧链外侧上附

3、有酪氨酸(Tyr)和谷氨酸(Glu)残基,其免疫原性良好B.其免疫原性极大地减弱,C.其免疫原性又可恢复。,分子构象与易接近性,6,抗原医学知识,A.多肽侧链外侧上附有酪氨酸(Tyr)和谷氨酸(Glu)残基,物理状态 环状结构的蛋白质其抗原性比直链分子强 聚合状态的蛋白质比单体蛋白质抗原性强 颗粒性蛋白质比可溶性强抗原的完整性 直接注射效果好 抗原胶囊化,7,抗原医学知识,物理状态7抗原医学知识,2.1.2.3 免疫佐剂 佐剂(adjuvant):与抗原混合注入动物体内,能非特异性地改变或增强机体对该抗原的特异性免疫应答,发挥辅助作用的一类物质。 储存佐剂 作用是保护抗原,延长其在体内的滞留时

4、间,使抗原缓慢释放,同时促进局部吞噬细胞反应,如果将其与抗原分开，即失去作用。例如铝胶佐剂、油包水乳化佐剂都属此类。 中枢作用佐剂 中枢作用佐剂的作用是直接刺激免疫活性细胞,若与抗原分开注射,仍具有免疫刺激作用。例如细菌内毒素、脂质D等都属于此类抗原。,8,抗原医学知识,2.1.2.3 免疫佐剂8抗原医学知识,佐剂的作用机制,(一)对抗原的作用1.增加抗原的表面积 佐剂吸附抗原,增加抗原与免疫细胞的接触表面积,尤其是小分子可溶性抗原或半抗原,经胶体颗粒吸附后免疫动物,可提高抗体产量。2.提高抗原的免疫原性 佐剂抗原被吞噬细胞吞噬后,经加工处理,其免疫原性得到加强。3.延长抗原在局部组织内的滞留

5、时间 以较少的免疫次数即可提高体液中的抗体含量。4.保护抗原(尤其是DNA、RNA)免受体内酶的分解。,9,抗原医学知识,佐剂的作用机制 (一)对抗原的作用9抗原医学知识,佐剂的作用机制(2),(二)对机体的作用1.引起局部肉芽肿,促进局部炎症反应,增强吞噬细胞的活性。2.促进巨噬细胞和淋巴细胞的增殖与分化,增加T、B淋巴细胞的协同作用。3.增强淋巴细胞的活性并促进分泌辅助因子。4.引起佐剂病,有些动物(如大白鼠)因注射弗氏完全佐剂引起关节和关节周围发生炎症病变,该病又称为佐剂关节炎。,10,抗原医学知识,佐剂的作用机制(2)(二)对机体的作用10抗原医学知识,佐剂的类型,(一) 不溶性铝盐类

6、胶体佐剂 如氢氧化铝胶、明矾(接明矾、钾明矾)。(二) 油水乳剂 用矿物油、乳化剂(如Span-80，Tween-80)及稳定剂(硬脂酸铝)按一定比例混合做为油相,然后与抗原液混合制成各种类型的油水乳剂。 弗氏完全佐剂(FCA) 矿物油（石腊油）、乳化剂（羊毛脂）和杀死的分枝杆菌(结核分枝杆菌或卡介苗)组成的油包水乳化佐剂, 弗氏不完全佐剂(FIA) 不含分枝杆菌的佐剂。,11,抗原医学知识,佐剂的类型(一) 不溶性铝盐类胶体佐剂 11抗原医学知,(三)微生物成分及其产物的佐剂 某些死的菌体及其成分代谢产物 如：BCG细胞壁中的N-乙酰胞壁酸二肽)、肺炎克雷伯氏杆菌的荚膜多糖(CPS-K)、革

7、兰氏阴性菌脂多糖(LPS)。(四) 核酸及其类似物佐剂 从微生物中提取的核酸成分与抗原一起接种动物,可起到佐剂作用。(五) 细胞因子(cytokine)佐剂 多种细胞因子都具有佐剂作用，可提高病毒、细菌和寄生虫疫苗的免疫效果。,12,抗原医学知识,(三)微生物成分及其产物的佐剂 12抗原医学知识,2.2 抗原决定簇 一个抗原具有一种或多种不同的抗原决定簇 每种抗原决定簇只能为一个淋巴细胞识别，从而启动免疫应答，称为功能决定簇 存在于分子内部的决定簇，称为隐蔽决定簇 隐蔽决定簇暴露出来成为功能决定簇,13,抗原医学知识,2.2 抗原决定簇 13抗原医学知识,决定簇的大小,抗原决定簇的大小是相当恒

8、定的,通常具有5007002的表面积,决定簇的环形结构容积一般不大于3 nm3。其大小主要是受免疫活性细胞膜受体和抗体分子的抗原结合点所制约。肌红蛋白的决定簇由67个氨基酸残基组成,伸长约为1.92.3nm多糖抗原决定簇由6个单糖残基组成,大小为3.5nm;核酸的决定簇只有5个核苷酸组成;大小为2.0 nm。,14,抗原医学知识,决定簇的大小抗原决定簇的大小是相当恒定的,通常具有5007,一个抗原决定簇的特异性由组成它的所有残基共同决定，但有些残基与抗体结合是比其他残基起更大作用，成其为免疫显性集团 抗原的功能价是指能与抗体结合的决定簇的总数 单价抗原 多价抗原,15,抗原医学知识,一个抗原决

9、定簇的特异性由组成它的所有残基共同决定，但有些残,表位决定簇的数量,抗原分子的抗原决定簇的数目称为抗原的抗原结合价。 1.单价抗原 只有一个决定簇的抗原称为单价抗原。 2.多价抗原 含有多个抗原决定簇的抗原称为多价抗原。 3.免疫显性 又称免疫优势、显性表位，即能诱导免疫应答只有一个表位起作用 显性表位位于抗原分子的表面 隐蔽于分子内部的抗原决定簇称为非功能价,经酶消化后才暴露出来。,16,抗原医学知识,表位决定簇的数量抗原分子的抗原决定簇的数目称为抗原的抗原结合,17,抗原医学知识,17抗原医学知识,顺序表位, 又称为连续决定簇(continuous determinants), 抗原分子中

10、直接由分子基团的一级结构序列决定的决定簇。 构相表位, 又称为不连续决定簇(discontinuous determinants) , 抗原分子中由分子基团间特定的空间构象决定的决定簇, 一般是由分子中不连续的若干肽链盘绕折叠而构成。 一般来讲, 二种决定簇都依赖于多肽链上的某一段氨基酸序列, 空间构象也是由一级序列决定的。因此决定簇都依赖于空间构象和氨基酸序列两种因素。,18,抗原医学知识,顺序表位, 又称为连续决定簇(continuous de,19,抗原医学知识,19抗原医学知识,(二)免疫原,2.3.1 完全抗原2.3.2 半抗原小分子物质不具有免疫原性,不能诱导产生免疫应答,但当与大

11、分子物质(载体)连接后,就能诱导机体产生免疫应答,并能与相应的抗体结合。半抗原仅有反应原性而缺乏免疫原性，,2.3 抗原的种类,20,抗原医学知识,(二)免疫原2.3.1 完全抗原2.3 抗原的种类20抗原医,抗原决定簇的空间排列和立体构型半抗原载体现象 ：小分子物质不具有免疫原性,不能诱导产生免疫应答,但当与大分子物质(载体)连接后,就能诱导机体产生免疫应答,并能与相应的抗体结合。 载体效应：半抗原与载体结合后首次免疫动物,可测得半抗原的抗体（初次免疫反应）,但当二次免疫时,半抗原连接的载体只有与首次免疫所用的载体相同时,才会有再次反应。,半抗原的免疫特征,21,抗原医学知识,抗原决定簇的空

12、间排列和立体构型半抗原的免疫特征21抗原医学知,22,抗原医学知识,22抗原医学知识,23,抗原医学知识,23抗原医学知识,免疫系统对半抗原和载体各自的决定簇分别进行识别。T细胞识别载体决定簇, B细胞识别半抗原决定簇。实际上任何大分子抗原都可看成半抗原和载体的复合物。在抗原分子中载体起着增加半抗原的大小,使其获得免疫原性与免疫记忆的作用。,24,抗原医学知识,免疫系统对半抗原和载体各自的决定簇分别进行识别。T细胞识别载,2.3.3 胸腺依赖性抗原和非胸腺依赖性抗原根据对胸腺(T细胞)的依赖性分类 (一)胸腺依赖性抗原(thymus dependent antigen) 这类抗原在刺激B细胞分

13、化和产生抗体的过程中需要辅助性T细胞的协助。多数抗原都属此类,如异种组织与细胞、异种蛋白及人工复合抗原等。 (二)非胸腺依赖性抗原(thymus independent antigen) 这类抗原直接刺激B细胞产生抗体,不需要T细胞的协助。如大肠杆菌脂多糖、肺炎球菌荚膜多糖等。,25,抗原医学知识,2.3.3 胸腺依赖性抗原和非胸腺依赖性抗原25抗原医学知识,2.3.4 异种抗原、同种异体抗原和自身抗原,(1)异种抗原(heteroantigen) 与免疫动物不同种属的抗原,譬如各种疫苗,异种动物红细胞,异种蛋白等。(2)同种抗原(alloantigen) 与免疫动物同种属的抗原,能刺激同种而

14、基因型不同的个体产生免疫应答。譬如血型抗原、同种移植物抗原等。(3)自身抗原(autoantigen) 免疫动物的自身组织在某种特定条件下形成的抗原。(4)异嗜抗原 在不同种属动、植、微生物细胞表面存在的共同抗原，相互间存在广泛的交叉反应,26,抗原医学知识,2.3.4 异种抗原、同种异体抗原和自身抗原(1)异种抗原(,2.3.5天源抗原与人工合成抗原 天源抗原 细胞、细菌和病毒 糖类抗原(细菌细胞壁糖类) 酯类抗原（一般是半抗原） 核酸抗原蛋白质类抗原(血清蛋白、肌红蛋白、结合蛋白),27,抗原医学知识,2.3.5天源抗原与人工合成抗原27抗原医学知识,人工抗原 合成抗原 经过人工化学改造的

15、天然抗原即为人工抗原 目的：研究了解免疫原的化学基础(对抗原的酶解),28,抗原医学知识,人工抗原 合成抗原28抗原医学知识,2.3.6 细菌抗原,29,抗原医学知识,2.3.6 细菌抗原29抗原医学知识,特异性是抗原与抗体反应的基础 交叉性：有一种抗原诱导产生的抗体，也可以与其共同抗原结合，但结合不如特异性结合牢固1.抗原的异质性 抗原的异质性是指用于免疫动物的抗原性物质中含有多种抗原分子2.共同决定簇 某一表位出现在不同的抗原上，称为共同表位 沙门氏菌2000个血清型3.决定簇相似抗原决定簇由于结构大致相仿，可能引起交叉反应,2.3.7 共同抗原与交叉抗原,30,抗原医学知识,特异性是抗原

16、与抗体反应的基础2.3.7 共同抗原与交叉抗,2.3.8 DNA抗原,31,抗原医学知识,2.3.8 DNA抗原31抗原医学知识,2.4.1抗原的特异性特异性抗原反应的最大特性是具有特异性，特异性同AA种类、排列顺序、特殊基因、空间构型有关 抗原分子并非所有的基团都作用一致,决定其免疫活性的只是其中的一小部分抗原区域。 抗原决定簇(antigenic determinant) 指抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团。由于抗原决定簇通常位于抗原分子表面,因而又称为表位(epitope)。 抗原决定簇决定着抗原的特异性,即决定着抗原与抗体发生特异结合的能力。,2.4 B细胞识别抗原的特

17、点,32,抗原医学知识,2.4.1抗原的特异性2.4 B细胞识别抗原的特点32抗原医,2.4.2 抗原与抗体的结合特点,33,抗原医学知识,2.4.2 抗原与抗体的结合特点33抗原医学知识,2.4.3 抗体的特异性和亲和力,34,抗原医学知识,2.4.3 抗体的特异性和亲和力34抗原医学知识,2.5 T细胞识别抗原的特点,2.5.1 T细胞与B细胞识别差异T细胞表位只能识别抗原呈递细胞表面的MHC复合物的抗原多肽 T细胞表位只视别10-20AA的小分子多肽与MHC复合物，不识别可溶性天然抗原T细胞表位一般存在于抗原内部，需经加工T细胞表位诱导细胞免疫应答、体液免疫应答每个抗原分子必须有一个T细

18、胞表位,35,抗原医学知识,2.5 T细胞识别抗原的特点2.5.1 T细胞与B细胞识别,半抗原的特异性 半抗原免疫得到的抗体对半抗原有很强的特异性反应，不仅表现对半抗原的不同集团上，而且立体结构上,36,抗原医学知识,半抗原的特异性36抗原医学知识,关于抗原决定簇的三点说明,A 天然抗原一般都为多价和多特异性决定簇抗原。B 抗原价与分子的大小 据认为分子量5000大约会有1个决定簇,例如BSA的分子量为69000,有18个决定簇,但只有6个决定簇暴露于外。卵白蛋白分子量为42000,有5个决定簇。C 多特异性决定簇一定是多价抗原,但多价抗原未必是多特异性决定簇。,37,抗原医学知识,关于抗原决

19、定簇的三点说明A 天然抗原一般都为多价和多特异性决,抗原免疫原性的体现是淋巴细胞对表位的识别，B细胞、T细胞针对同一分子的不同部分(1) B细胞表位 B细胞表位识别抗原位于抗原的分子表面，有些不需要呈递细胞 B细胞表位与抗体分子通过非共价键结合，需近距离 B细胞表位往往位于抗原的表面或者弯曲折叠处,2.5.2 抗原的可呈递性,38,抗原医学知识,抗原免疫原性的体现是淋巴细胞对表位的识别，B细胞、T细胞针对,2.6 超抗原(superantigen,SAg),正常的抗原只能被少数特异性T细胞识别，1/10000的机会超级抗原刺激的一类T细胞，1/5的机会超抗原的种类 内源性：逆转录病毒 外源性：

20、细菌分泌的可溶性外毒素 金葡菌肠毒素超抗原参与的生理反应： 毒性作用 超抗原免疫细胞-细胞因子 自身免疫疾病 超抗原-自身反应T细胞-大量增殖 免疫抑制 大量增殖而被清除-免疫抑制 免疫稳定 超抗原参与胸腺细胞的发育过程,39,抗原医学知识,2.6 超抗原(superantigen,SAg)正常的抗原,第三节 感染性抗原,细胞、微生物抗原 表面抗原 鞭毛抗原和菌毛抗原 菌体抗原 细菌毒素和类毒素抗原 细菌保护性抗原,40,抗原医学知识,第三节 感染性抗原细胞、微生物抗原40抗原医学知识,3.5.2 蛋白质抗原,41,抗原医学知识,3.5.2 蛋白质抗原41抗原医学知识,3.5.3 脂类抗原,3

21、.5.4 食品中的功能因子与活性物质抗原3.5.5 抗生素、农药、激素、兽药抗原,42,抗原医学知识,3.5.3 脂类抗原3.5.4 食品中的功能因子与活性物质抗,3.5.6 淋巴细胞的多克隆激活剂,3.5.6.1 激活淋巴细胞的物质3.5.6.2 脂多糖,43,抗原医学知识,3.5.6 淋巴细胞的多克隆激活剂3.5.6.1 激活淋巴细,第一代疫苗： 1798年Jenner应用牛痘苗预防天花，开创了人工免疫的历史。 之后，Pasteur开创了减活和灭活的各种疫苗如鸡霍乱、炭癯苗、卡介苗等30多种疫苗,疫 苗,44,抗原医学知识,第一代疫苗： 1798年Jenner应用牛痘苗预防天,抗原医学知识

22、培训课件,理想疫苗的条件：安全、廉价、热稳定 性好、含有多种具有保护作用的免疫原，最好是一次口服即可生效。,第一、第代二疫苗都为常规疫苗或传统疫苗，分为两类：活疫苗和死疫苗。活疫苗和死疫苗本身的性质是决定免疫反应类型的关键；这两类疫苗分别存在潜在的致病性和免疫反应的不完全性的缺点。所以探寻新型疫苗的研究一直在进行。,46,抗原医学知识,理想疫苗的条件：安全、廉价、热稳定 性好、含有多种具有保,第三代疫苗：基因疫苗,将抗原基因重组到表达载体上，用一定方法导入到机体，诱导机体产生特异性的体液免疫和（或）细胞免疫应答，称为基因免疫，又称核酸免疫或DNA免疫。这类重组质粒疫苗称为基因疫苗。1994年

23、WHO在日内瓦召开了基因免疫会议，肯定了其应用前景,47,抗原医学知识,第三代疫苗：基因疫苗将抗原基因重组到表达载体上，用一定方法导,疫苗的分类,疫苗的种类 按所用材料分类细菌性疫苗、病毒性疫苗及类毒素三大类 按疫苗研制技术分传统疫苗和新型疫苗两大类 传统（经典）疫苗：灭活疫苗、减毒活疫（菌）苗和用天然微生物的某些成分制成的亚单位疫苗 新型（现代）疫苗：指基因工程技术研制的疫苗；核酸疫苗疫苗的基本成分： 抗原、佐剂、防腐剂、稳定剂、灭活剂及其它活性成分,48,抗原医学知识,疫苗的分类疫苗的种类48抗原医学知识,49,抗原医学知识,49抗原医学知识,50,抗原医学知识,50抗原医学知识,51,抗

24、原医学知识,51抗原医学知识,52,抗原医学知识,52抗原医学知识,53,抗原医学知识,53抗原医学知识,核酸疫苗 一、什么是核酸疫苗 核酸疫苗（又称基因疫苗或DNA疫苗）是继减毒、灭活苗和基因工程、亚单位疫苗后，自1993年发展起来的第三代新型疫苗。 基本原理 通过基因操作，把保护性抗原基因连接到真核细胞质粒内，再将其导入动物肌肉细胞，使其在动物体内表达抗原，并诱导产生特异性免疫应答，达到预防疫病的目的。,54,抗原医学知识,核酸疫苗 一、什么是核酸疫苗 核酸疫苗（又称基因,核酸疫苗 进入宿主细胞 在胞内表达 释放到细胞外 刺激机体产生免疫应答,核酸疫苗免疫的作用过程,55,抗原医学知识,核

25、酸疫苗 进入宿主细胞 在胞内表达,以治疗性乙肝DNA疫苗为例,DNA疫苗技术是将编码抗原蛋白的基因克隆进真核细胞表达质粒，再把构建的表达载体进行肌肉注射，从而引发体液和细胞免疫反应。,56,抗原医学知识,以治疗性乙肝DNA疫苗为例DNA疫苗技术是将编码抗原蛋白的基,疫苗的设计开发流程,疾病诊断与病原体鉴别治病机制研究自然获得性免疫研究,治病因子生化性状研究病原体的体外培养抗原及遗传特征判别动物模型感染,治病因子灭活或减毒选择可刺激免疫应答的合适抗原分子及佐剂安全性实验，保护性免疫反应的激发,A 疾病认识阶段,B 治病因子研究阶段,C 候选疫苗设计阶段,D 临床实验阶段,57,抗原医学知识,疫苗

26、的设计开发流程疾病诊断与病原体鉴别治病因子生化性状研究,未来疫苗的技术发展,1.免疫原的技术发展 从经典疫苗纯化组分疫苗基因工程疫苗核酸疫苗2.佐剂的技术发展 金属佐剂DNA佐剂（如CpG）可生物降解微球脂质体细胞因子3.免疫途径的技术进展4.联合免疫的进展5.疫苗生产和使用管理的进展,58,抗原医学知识,未来疫苗的技术发展1.免疫原的技术发展 从经典疫苗,复 习 题,1.名词： 抗原 抗原决定簇 半抗原 载体效应 胸腺 依赖性抗原 异嗜性抗原 毒素 类毒素 抗毒素 佐剂 弗氏不完全佐剂 2.抗原的特性。3.构成抗原的条件。4.佐剂的种类及作用机制。5 重要的天然抗原。6.怎样使半抗原具有免疫原性。,59,抗原医学知识,复 习 题1.名词：59抗原医学知识,