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1、抗 原,辽 宁 医 学 院 免疫学教研室,抗原,T 细胞,效应T 细胞,B细胞,记忆 B 细胞,浆细胞,抗体,识别,活化,增殖,分化,分泌,APC,吞噬,加工,提呈,抗原肽,记忆T 细胞,识别,活化,增殖,分化,1,内 容,基本概念抗原的性质与分子结构基础影响抗原免疫应答的因素抗原类型非特异性免疫刺激剂,基本概念,抗原(Antigen，Ag)：所有能激活和诱导免疫应答的物质。能与T细胞或B细胞的TCR或BCR结合（与免疫细胞结合），促使其增值、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞；并与之特异性结合，进而发挥免疫效应的物质。蛋白质，多糖、脂类和核酸等,3,1.1抗原的基本性质,抗原具备两个重要特性：免疫
2、原性(immunogenicity)：指抗原刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。抗原性(antigenicity)/免疫反应性 指抗原与免疫应答产物(抗体或致敏淋巴细胞)发生特异性结合的能力。,免疫原性与免疫反应性示意图,免疫原（immunogen).又称完全抗原(complete antigen)半抗原（hapten).又称不完全抗原(incomplete antigen),免疫原性,抗原性,抗原性,1.1抗原的基本性质,半抗原,大分子蛋白质/非抗原性的多聚赖氨酸,载体,载体（carrier）使半抗原变成完全抗原的物质.,完全抗原,6,(青霉素）,1.1抗原的基本性质,I型超敏反应,特异性
3、是指某一特定抗原刺激可以从免疫系统淋巴细胞库中选择出相应的T细胞或B细胞克隆，淋巴细胞与相应抗原的结合具有高度的特异性；多样性是指T细胞库或B细胞库呈高度的异质性，是许许多多特异性识别抗原细胞克隆的总和，赋予机体具有识别周围环境中数量极大的抗原种类并与之发生反应的能力。,1.2适应性免疫应答的抗原特异性,HBsAg机体免疫系统 HBsAg特异性抗体HBsAg特异性抗体仅与HBsAg特异性结合,Hepatitis Virus,1.3决定抗原特异性的分子基础,特异性：即抗原性的本质,抗原决定基(antigenic determinant)或抗原表位(epitope)：,Ag分子中决定Ag特异性的特
4、殊化学基团，是抗原与T/B细胞受体(TCR/BCR)或抗体特异性结合的最小结构与功能单位。,515 aa组成，多糖残基或核苷酸组成,医学上重要的抗原,Ag2,抗原的特异性,Ag1,抗原决定基/表位,抗原的结合价,抗原的结合价（antigenic valence）是指1个抗原分子中能和抗体结合的抗原表位的总数。半抗原为一价，而天然抗原一般是大分子，由多种、多个抗原决定基组成，是多价抗原，可以和多个抗体分子交互结合。,多价抗原,抗原的特异性,抗原表位（决定基）的类型：,根据结构：构象表位(conformational epitope)：顺序表位(sequential epitope)：,抗原的异物
5、性与特异性,1，2，4，5-sequential epitope，3-conformational epitope,2.根据T、B淋巴细胞识别 T细胞表位：能与T细胞受体（TCR）结合 B细胞表位：能与B细胞受体（BCR）结合,抗原的异物性与特异性,在免疫应答中，TCR和BCR 所识别的抗原表位不同，分别称为T细胞表位和B细胞表位。,（1）人胰高血糖素免疫小鼠,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,NH3,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,COOH,（2）产生特异性抗体和效应T细胞,没有发现一个表位同时被T细胞
6、和B细胞识别,*位于抗原分子的表面,抗原中被BCR 和抗体分子所识别的部位称为B细胞表位（B cell epitope）。,*具有构象依赖性（抗原表位与抗体分子的抗原结合部位在空间上互补才能保证抗原与抗体的紧密结合。）,（1）B细胞表位(B cell epitope),（2）T细胞表位(T cell epitope),抗原分子中被MHC分子递呈并被TCR识别的肽段称为T细胞表位（T cell epitope）。,TCR,MHC,HIV peptide,T细胞表位 B细胞表位表位受体 TCR BCRMHC分子参与 必需 无需表位性质 主要是线性短肽 天然多肽 多糖 脂多糖 有机化和物质 表位大小
7、 8-10 aa(CD8+cell)5-15 aa 或5-7 单糖，核苷酸 13-17 aa(CD4+cell)表位类型 线性表位 构象表位；线性表位表位位置 Ag分子任意部位 Ag分子表面,抗原的特异性,T细胞表位与B细胞表位的特性比较,1.4半抗原载体效应,半抗原载体效应,半抗原,+,载体,抗体,完全抗原,抗原的异物性与特异性,医学上重要的抗原,共同抗原表位(common epitope)不同抗原之间含有相同或相似的抗原表位 交叉反应(cross-reaction)抗体或致敏淋巴细胞对具有共同抗原表位的不同抗原的反应,1.5共同抗原表位和交叉反应,19,抗原的结构和性质,第二节 影响抗原免
8、疫应答的因素,1.异物性：即免疫原性的本质，是指组织之间的差异程度，异物性越强，抗原性越强,1抗原的异物性,什么是异物？,非己的物质,1.结构与宿主不同的异种物质细菌 病毒2.同种异型（体）物质3.自身成分发生改变；免疫隔离部位的自身物质精子，脑组织，眼晶状体蛋白,器官移植中异物性的体现！,为什么是异物？,免疫系统个体发育过程，对“自己”物质产生耐受，不能识别，而对“非己”物质能够识别。,抗原的异物性,抗原的异物性,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,抗原的结构和性质 2.化学属性及分子结构 组成：苯环
9、氨基酸(特别是酪氨酸)，免疫原性强；结构：环状-免疫原性强；直链-免疫原性弱。3.分子量：一般是分子量越大，免疫原性越强。4kD 10kD 100kD 明胶 100kD(+2%酪氨酸)胰岛素 5.7kD,蛋白质,多糖,脂类、核酸,影响抗原抗体反应特异性的因素,抗原表位的性质 数目 位置 空间构象,氨笨磺酸,氨苯呻酸,氨苯甲酸,4.分子构象（conformation),5.易接近性(accessibility)：抗原表位与淋巴细胞表面对应抗原受体相互接触的难易程度 6.物理状态聚合状态的蛋白质较其单体免疫原性强，颗粒性抗原强于可溶性抗原。,影响抗原免疫应答的因素,免疫原性：,抗原进入机体的方式（
10、1）剂量要适中（2）重复进入（1-2w），引起强免疫应答。(3)免疫佐剂的类型：弗氏IgG，明矾IgE,影响抗原免疫应答的因素,宿主的特性宿主的遗传性：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 新生儿对多糖类抗原不应答,皮内,皮下,静脉、腹腔,22,肌肉注射,口服,根据抗原性能分类 完全抗原 不完全抗原,第三节 抗原种类,根据抗原刺激B细胞产生抗体时需否Th细胞参与：胸腺依赖性抗原(thymus dependent antigen,TD-Ag)胸腺非依赖性抗原(thymus-independent antigen,TI-Ag),抗原种类,TD和TI抗原
11、均是完全抗原,（1）胸腺依赖抗原（thymus dependent antigen,TD-Ag）,TD抗原在没有Th细胞的辅助下，不能直接刺激B细胞产生抗体。蛋白质为TD-Ag。结构特征：有许多不同的抗原决定基。,TI抗原能直接刺激B细胞产生抗体，而无需Th细胞的帮助。一般来说，多糖为TI抗原。结构特征:相同的抗原决定基重复多次。,（2）胸腺非依赖抗原（thymus independent antigen,TI-Ag）,TI Ag,TI1TI2,细菌脂多糖,细胞壁多糖、荚膜多糖、聚合鞭毛素,TI1 使不成熟和成熟的B细胞应答，有B细胞丝裂原TI2 使成熟的B细胞应答，无B细胞丝裂原,抗原种类,
12、抗原种类,TI 与 TD 抗 原,1,2,CD40/CD40L,B 细胞,B细胞,Th细胞,TI-1 抗原,TD 抗原,CD4,抗原种类,根据抗原与机体的亲缘关系分类 异种抗原(xenogenic antigen)同种异型抗原(allogenic antigen)自身抗原(autoantigen)异嗜性抗原(heterophile antigen)又称Forssman抗原独特型抗原（idiotypic antigen),抗原种类-异种抗原,来自与另一物种的抗原物质,医学上重要的抗原,Exotoxin,Horse serium,Antitoxin(antibody),Hypersensitivi
13、ty,Toxoid,0.3%0.4%,formaldehyde,immunization,neutralization,Serving as Ab,Serving as allergen,Atopic individuals(Genetically predisposed),抗原种类-异种抗原,外毒素,类毒素,中和,抗毒素,同种异型,异种抗原,人类同种异型：血型（红细胞）抗原 主要组织相容性抗原（MHC分子）HLA,血型：ABO系统和Rh系统,A B O AB,抗原,抗体,A B A,B,抗B 抗A 抗A,抗B,血型,抗原种类-同种异型抗原,RBC,（A抗原）,抗原种类,补体,Rh血型抗原有R
14、h抗原者-Rh阳性无Rh抗原者-Rh阴性正常情况下-体内不存在Rh抗原的天然抗体Rh阴性(妇女)第一次怀孕(Rh阳性胎儿)再次妊娠时(Rh阳性胎儿)可导致新生儿溶血,RBC,自身免疫性溶血性贫血,药物,RBC,自身抗体,RBC,抗原抗体复合物,激活补体,红细胞膜,C9,C8,C5b,6,7,抗原种类-自身抗原,自身抗原,感染 外伤 药物影响下隔离抗原释放或修饰了自身组织细胞诱发免疫应答,溶血性链球菌细胞壁,链球菌感染,肾小球肾炎,大肠杆菌O14型脂多糖,结肠粘膜,溃疡性结肠炎,心肌组织肾小球基底膜,心肌炎,抗原种类-异嗜性抗原,一类与种属无关，存在于人 动物 微生物之间的共同抗原,TCR BC
15、R或Ig V区所具有的独特氨基酸顺序和空间构型，可诱导自身产生相应的抗体，这些独特的氨基酸序列所组成的抗原表位称为独特型。诱导的抗体成抗独特型抗体Ab1Ab2Ab3调节免疫应答,抗原种类-独特型抗原,独特型抗原（免疫球蛋白抗原）,抗体BCRTCR,蛋白质,抗原,V区（可变区）,独特型抗原,根据抗原提呈细胞（APC）内Ag的来源不同分两类,抗原种类,内源性Ag,外源性Ag,根据抗原产生的方式不同分类,抗原种类,天然抗原人工抗原,根据Ag物理性状的不同分类颗粒性Ag可溶性Ag,诱导免疫耐受的抗原称为耐受原（tolerogen)诱导机体产生变态反应的抗原称为变应原（allergen),8,花粉，某些
16、药物,凝集原,沉淀原,抗原的分类,免疫刺激剂：某些物质可以非特异性激活T/B细胞应答。超抗原、佐剂、丝裂原。,第四节 非特异性免疫刺激剂,超抗原(superantigen,SAg),低浓度情况下，产生极强的免疫应答。作用于T细胞（10-12 mol/L2-20%T细胞克隆）,作用特点：具有强激活T细胞作用；不需APC处理；不受MHC限制 可诱导T细胞耐受或免疫抑制,非特异性免疫刺激剂,普通抗原,Monoclonal T cell response1:1046（万分之一）,Polyclonal T cell response1:5（20%）,超抗原,超抗原,TCRV b,抗原肽,MHC-II,T
17、细胞,APC,超抗原一端与MHC-II类分子抗原结合槽外侧结合；另一端与TCRb链外侧区结合。,超抗原,超抗原,化学性质：细菌外毒素和反转录病毒蛋白SAg分为外源性和内源性两类。金黄色葡萄球菌肠毒素A-E 小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白。,佐剂 adjuvant预先或同时与抗原注入体内，可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强物质,非特异性免疫刺激剂,1.生物性佐剂（卡介苗、短小棒状杆菌、LPS、细胞因子GM-CSF等。2.无机化合物（磷酸铝、氢氧化铝、磷酸钙）3.人工合成物（双链多聚肌苷酸-胞苷酸poly I:C、低甲基化CpG寡核苷酸）4.有机物（矿物油等）5.脂质体（免疫刺
18、激复合物ISCOMs）,佐剂的种类,佐剂作用的主要机制1.改变抗原物理性状，延缓抗原降解和排除，延长抗原在体内滞留时间2.刺激单核-巨噬细胞系统，增强其对抗原的处理和提呈能力3.刺激淋巴细胞的增殖分化，从而增强和扩大免疫应答的能力,非特异性免疫刺激剂,佐剂作用的主要用途1.增强特异性免疫应答，用于预防接种及制备动物抗血清2.作为非特异性免疫增强剂，用于抗肿瘤与抗感染的辅助治疗,非特异性免疫刺激剂,丝裂原 mitogen,丝裂原（可致细胞有丝分裂）与淋巴细胞（T/B）表面的相应受体结合，刺激静止的淋巴细胞转化为淋巴母细胞，表现出体积增大、胞质增多、有丝分裂变化的物质，是一种非特异性淋巴细胞多克隆激活剂。ConA(刀豆蛋白A)PHA（植物血凝素）PWM（商陆丝裂原）LPS（脂多糖）SPA（葡萄球菌A蛋白）,非特异性免疫刺激剂,53,基本要求,1.掌握抗原的概念及其特性2.掌握决定抗原特异性的结构基础3.掌握影响免疫原性的因素和抗原的分类4.抗原决定基的概念、胸腺依赖性抗原和胸腺非依赖性抗原的概念5.熟悉丝裂原、超抗原及佐剂的概念,
