抗原医学讲座课件.ppt
抗原及其相关概念 一、抗原(Antigen，Ag) 能启动机体的免疫应答，且能与其免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)特异性结合，并发生一系列生物学效应的物质。,抗原及其相关概念,二、抗原的两种基本特性 1.免疫原性(immunogenecity) 指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答(产生特异性抗体及免疫效应细胞)的性质。,Ag,T,B,T,浆细胞,致敏T细胞,抗体,二、抗原的两种基本特性AgTBT浆细胞致敏T,2.抗原性(antigenicity，又称免疫反应性) 指抗原分子与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)发生特异性结合的性质。,抗原性,2.抗原性(antigenic,二 决定免疫原性的条件,一）异物性 异物性是构成抗原物质的关键。 什么东西是异物呢？非己物质即为异物。一般来说，抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，其免疫原性就越强。异物一般可分为三类：,二 决定免疫原性的条件一）异物性,1.异种物质：如细菌、病毒、异种血清等。2.同种异体物质：如血型抗原、组织相容性抗原等。3.自身物质：在胚胎期未与免疫活性细胞充分接触过的隐蔽的自身成分，经外伤、感染等因素可使之暴露，被免疫细胞识别为非己物质。经感染、药物、辐射等因素损伤、改变或修饰了的自身成分也是异物，具有免疫原性。,1.异种物质：如细菌、病毒、异种血清等。,（二）理化特性1 大分子：凡具有免疫原性的物质均为大分子的有机物，分子量越大，其免疫原性越强。 抗原物质的分子量一般在10KD以上，大于100KD为强抗原，小于4000基本无抗原性。因为大分子物质表面可携带较多的抗原决定簇，同时大分子物质化学结构较稳定，在体内不易降解，存留时间长，因此对淋巴细胞的刺激作用更强。,（二）理化特性,2复杂的化学组成与结构：一般蛋白质是良好的免疫原。化学结构越复杂，其免疫原性就越强。 带有苯环的氨基酸其免疫原性比不带苯环的氨基酸和单纯的直链氨基酸强得多。如明胶虽分子量为100KD，但结构简单，是直链氨基酸，因此免疫原性很弱。若在明胶分子上连接2的酪氨酸，其免疫原性大大加强。,2复杂的化学组成与结构：一般蛋白质是良好的免疫原。化学结构,3物理状态：一般蛋白质在聚合状态比单体免疫原性强。 颗粒性抗原比可溶性抗原免疫原性强。因此将免疫原性弱的可溶性物质吸附在某些大颗粒表面，可增强其免疫原性。,3物理状态：一般蛋白质在聚合状态比单体免疫原性强。,（三）免疫途径和机体应答性 具有异物性和复杂结构的大分子物质是决定抗原免疫原性的主要条件。但抗原进入机体的途径不同，产生的免疫效果也不同。人工免疫时，多数抗原需经皮内、皮下或肌肉注射、喷雾等方式进入机体，才能取得良好免疫效果。若口服则易被消化、降解而丧失免疫原性。,（三）免疫途径和机体应答性,抗原物质的免疫原性与机体的应答性也有关。机体对某种抗原的应答能力受遗传基因的控制。另外，机体对抗原的应答能力也受机体的年龄、生理状态、营养状况、个体发育等因素影响。,三 抗原的特异性与交叉反应,抗原的特异性是免疫应答中最重要的特点。抗原特异性既表现在免疫原性上，也表现在免疫反应性上。即某种抗原分子只能诱导相应的淋巴细胞活化，产生免疫应答产物；而该抗原只能与受其刺激活化的淋巴细胞的产物（抗体或效应T细胞）结合，产生免疫效应。,三 抗原的特异性与交叉反应 抗原的特异性是免,这好比钥匙和锁的关系。一把钥匙只能开一把锁。钥匙和锁之间在构型上是互相匹配的，是特异的。如机体受到白喉杆菌的感染，体内就会产生针对白喉外毒素（Ag）的抗体。该抗体（白喉抗毒素）只能中和白喉外毒素，而不能中和其他细菌产生的毒素。 抗原的特异性是由其结构上的特殊化学基团即抗原决定簇决定的。,这好比钥匙和锁的关系。一把钥匙只能开一把锁。,（一）抗原决定簇1基本概念：抗原决定簇是存在于抗原分子表面、决定抗原特异性的特殊化学基团。是抗原分子和TCR、BCR及抗体特异性结合的部位，又称表位。,（一）抗原决定簇,2结构与组成：抗原决定簇一般由58个氨基酸残基、葡萄糖残基或核苷酸残基组成。这些多肽或多糖的组成不同及在空间构象上的不同，决定了抗原的不同特异性。 3分类：一种抗原物质可有多种抗原决定簇，根据其在抗原物质上的位置可分为功能性抗原决定簇和隐蔽性抗原决定簇。,2结构与组成：抗原决定簇一般由58个氨基酸残基、,4抗原结合价：指一个抗原分子上能与相应抗体分子结合的功能性抗原决定簇的总数。 天然抗原一般含多个及多种不同的抗原决定簇，可结合多个抗体分子，因此为多价抗原。多价抗原一般在体外的抗原抗体反应中可出现肉眼可见的凝集反应。半抗原为单价，只能结合一个抗体分子中的一个抗原结合部位（Fab片段），在体外的抗原抗体反应中不出现可见的凝集反应。,4抗原结合价：指一个抗原分子上能与相应抗体分子,四、半抗原 1.半抗原（hapten，又称不完全抗原incomplete antigen ） 无免疫原性，只有抗原性的物质。 2.载体（carrier） 赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。 半抗原 + 蛋白质 完全抗原,四、半抗原,半抗原,+,载体,抗体,完全抗原,半抗原 +载体抗体BT完全抗原BBBT,五 共同抗原和交叉反应 1共同抗原：在两种不同的抗原之间存在相同或相似的抗原决定簇，带有这种相同抗原决定簇的抗原称为共同抗原。 如立克次体和变形杆菌是两种不同的微生物，但两者之间存在相同的抗原决定簇。,五 共同抗原和交叉反应,2交叉反应：一种抗体对具有相同或相似抗原决定簇的两种不同抗原（共同抗原）都能结合，产生免疫反应，称为交叉反应。如机体受立克次体感染后产生的抗体既可与立克次体结合，也可和变形杆菌结合。,交叉反应可用于某些临床感染的诊断。如立克次体感染时，由于立克次体不能在人工培养基上生长，不易得到其抗原成分，因此可用变形杆菌抗原代替立克次体抗原，检测体内相应的抗体。此即外斐反应，是一种交叉凝集反应。,交叉反应可用于某些临床感染的诊断。如立克次体,六 抗原的分类 （一）、根据抗原性质 1.完全抗原：具有免疫原性和免疫反应性的抗原称为完全抗原。 异种蛋白质、细菌、病毒等为完全抗原。天然的完全抗原表面既含B细胞表位，也含T细胞表位，可同时激活T和B细胞。,六 抗原的分类,2.半抗原：只有反应原性，没有免疫原性的抗原物质称为半抗原。 半抗原单独不能启动免疫应答，与蛋白载体结合后才能获得免疫原性。小分子物质如多糖、类脂、某些药物、简单的化学物质等可作为半抗原，进入机体后可吸附在体内细胞或蛋白上即成为完全抗原。,2.半抗原：只有反应原性，没有免疫原性的抗原物质称为半抗,因此，也可将半抗原看做载体颗粒上的抗原决定簇。在免疫应答中，B细胞识别半抗原，Th细胞识别载体表位。半抗原-载体可刺激机体分别产生抗半抗原的抗体和抗蛋白载体的抗体。,因此，也可将半抗原看做载体颗粒上的抗原决定簇,（二）、根据抗原刺激B细胞产生抗体是否需要 T细胞辅助 1.胸腺依赖性抗原(thymus-dependent antigen, TD-Ag) 如，多数蛋白质抗原 2.胸腺非依赖性抗原(thymus-independent antigen, TI- Ag) 如，细菌脂多糖，聚合鞭毛素,（二）、根据抗原刺激B细胞产生抗体是否需要,抗原医学讲座课件,1 胸腺依赖抗原（thymus dependent antigen, TD-Ag）,TD抗原在没有Th细胞的帮助下，不能直接刺激B细胞产生抗体。蛋白质分子为 TD-Ag. 在结构上，这些抗原的特征为有许多不同的抗原决定基 ，但拷贝数很少.,1 胸腺依赖抗原 TD抗原在没有Th细胞的帮助下,2 胸腺非依赖抗原（thymus independent antigen, TI-Ag）,胸腺非依赖抗原能直接(directly)刺激B细胞产生抗体，而无需T细胞的帮助。一般来说，多糖( polysaccharides )为TI抗原。 为多聚体样结构,即相同的抗原决定基重复多次.,2 胸腺非依赖抗原 胸腺非依赖抗原能直接(di,（三）、根据抗原的合成方式 a 天然抗原 1.非己抗原 2.自己抗原 b 人工抗原 1.人工结合抗原 2.人工合成抗原 3.基因工程抗原,（三）、根据抗原的合成方式,(四)、根据与人体的亲缘关系 1.异种抗原（xenogenic Ag） 来自不同种属的抗原。如病原微生物（细菌、病毒）、细菌外毒素、类毒素、抗毒素等。,(四)、根据与人体的亲缘关系,2.同种异型抗原（allogenic Ag）来自同一种属不同个体抗原或指来自同种生物、不同个体的抗原。如红细胞抗原（ABO血型抗原、Rh血型抗原）和组织相容性抗原。 3.自身抗原（autoantigen）来自自身的抗原。能引起自身免疫应答的自身组织成分。,2.同种异型抗原（allogenic Ag）来自同一种,同种异型,异种抗原,同种异型异种抗原,重要的抗原（一）、病原微生物 1 细菌性抗原,伤寒杆菌,链球菌,痢疾杆菌,重要的抗原伤寒杆菌链球菌痢疾杆菌,G-菌胞壁,G菌胞壁,G-菌胞壁G菌胞壁,2 病毒性抗原 衣壳：蛋白 包膜：糖蛋白,腺病毒,流感病毒,口蹄疫病毒,狂犬病病毒,2 病毒性抗原腺病毒流感病毒口蹄疫病毒狂犬病病毒,抗原医学讲座课件,真菌,白色念珠菌 (1,000X oil),疟原虫,3 其他病原微生物,真菌白色念珠菌 (1,000X oil) 疟原虫3 其他病,(二)、细菌的外毒素与类毒素 1.外毒素 细菌分泌的毒性蛋白质。具有毒性与免疫原性。 2.类毒素 经0.3%0.4%甲醛处理过的失去毒性保留免疫原性的外毒素。,(二)、细菌的外毒素与类毒素,三、血型抗原 人类血型抗原已报导23个系统1 ABO（H）血型系统： A、B、AB、O四型 人类ABO（H）血型系统的分类 血型 抗原（RBC） 抗体（血清） A型 A抗原 抗B抗体 B型 B抗原 抗A抗体 AB型 AB抗原 无抗A、抗B抗体 O型 无A、B抗原 抗A、抗B抗体 ,三、血型抗原,2 Rh血型系统 1.恒河猴（Macacus rhesus）RBC家兔抗恒河猴RBC抗体（免疫血清）+人RBC凝集反应（+） 人RBC 恒河猴RBC RHCE基因（+） RHD基因 （+） RHCE基因（+） RHD基因 （-）,共同抗原，称Rh抗原。, D抗原（+） Rh+, D抗原（） Rh-,2 Rh血型系统共同抗原，称Rh抗原。 D抗原（+）,2.实际意义 新生儿溶血症,孕妇(Rh-),胎儿(Rh+),抗Rh抗体,新生儿RBC (Rh+),溶血反应,孕妇(Rh-)胎儿(Rh+)抗Rh抗体新生儿RBC (Rh+,抗原医学讲座课件,四 肿瘤抗原 肿瘤抗原：细胞癌变过程中出现的具有免疫原性的大分子物质的总称。包括两类：1肿瘤特异性抗原（TSA）：某种肿瘤细胞表面特有的抗原，如人类黑色素瘤、结肠癌等细胞表面的特有肿瘤抗原，可用单克隆抗体检测。,四 肿瘤抗原,2肿瘤相关抗原（TAA）：非肿瘤细胞特有的抗原，正常细胞也可表达，但细胞癌变时其含量会显著增高。肿瘤相关抗原无严格的肿瘤特异性。TAA包括病毒诱发的肿瘤抗原和胚胎性抗原。,2肿瘤相关抗原（TAA）：非肿瘤细胞特有的抗,如乙型肝炎病毒诱发的肝癌，癌细胞会表达乙型肝炎病毒的抗原。胚胎性抗原最常检测的是甲胎蛋白（AFP）。AFP是胎儿血清中正常成分，出生后血清中含量甚微。若发生原发性肝癌时，血清中AFP含量显著升高，可用于临床原发性肝癌的诊断。,如乙型肝炎病毒诱发的肝癌，癌细胞会表达乙型肝,五 其他抗原： 某些食物、花粉、药物、激素等物质可作为抗原或半抗原引起机体的超敏反应。,五 其他抗原：,
