抗原与获得性免疫应答.ppt

第5章 抗原与获得性免疫应答Antigens and Adaptive Immune Responses,天然免疫系统 获得性免疫系统,识别对象,模式分子,抗原表位,免疫记忆,有,无,产生条件,与生俱有,生后受抗原刺激产生,免疫类型,非特异性免疫,特异性免疫,免疫应答的类型及特点,类 型,天然免疫（非特异）,获得性免疫（特异）,参与成分,作用特点,1、皮肤黏膜（理/化）2、肥大C、吞噬C、NK3、分子（补体）,1、T细胞（细胞免疫）2、B细胞（体液免疫）3、APC（DC）,1、快。早期96H不经克隆扩增分化2、非特异性 识别 反应-炎症3、无免疫记忆,1、迟。96H T、B 经克隆扩增分化2、特异性 识别TCR、BCR、MHC 效应 Th1、CTL、Ab3、免疫记忆,一、抗 原 Antigens，Ag,免疫应答类型：,抗原是指能被免疫细胞的抗原受体（TCR或BCR）识别，诱导T、B细胞发生免疫应答并与免疫应答产物结合发生反应的物质。（识别、应答、结合）,T细胞免疫应答和B细胞免疫应答。（细胞免疫应答和体液免疫应答）,正免疫应答和负免疫应答。负应答即免疫耐受。,特异性免疫应答与非特异性免疫应答,1 无应答-抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态2 抗原特异性体液和细胞免疫应答（正性应答）宿主此后的一段时间里对该抗原保留免疫记忆，处于 免疫状态3 超敏反应 抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或组织损伤4 诱导免疫耐受（负性应答）宿主在此后的一段时间里对该抗原处于无反应状态,外来抗原进入体内可能产生四种不同的结果：,Antigen（抗原）Antigenicity（抗原性）Immunogen（免疫原）Immunogenicity（免疫原性）Toleragen（耐受原）Allergen（变应原）,（一）抗原的理化特性,1、分子量大：10KD以上,4、分子构象和易接近性：与抗原受体的构象相互吻合并相互 容易接近,（二）、抗原的异物性,2、化学性质：蛋白质，糖蛋白，脂蛋白，多糖类，脂多糖，DNA,3、结构复杂：含苯环氨基酸结构,4、不同细胞克隆的独特型抗原,3、改变了的自身成分,2、同种异型性,1、异种性,5、物理状态：聚合,（三）抗原的特异性,抗原决定基：,抗原决定基结构：,决定抗原特异性的特殊化学基团，又称表位（epitope）,构象决定基：序列上不连续的多肽或多糖由空间构象 形成的决定基。,线性决定基：序列上相连续的氨基酸片段,抗原的结合价：能与抗体分子结合的决定基数目,半抗原一价 天然抗原多价（共同抗原与交叉反应）,（四）、抗原分子中的T细胞表位和B细胞表位,T细胞表位（T cell epitope）：蛋白质分子中能够被MHC分子递呈并被TCR识别的肽段。B细胞表位（B cell epitope）：抗原分子中能够被BCR和抗体识别的部位。,T、B细胞表位又称为抗原决定基（antigenic determinant）。,Ep1,Ep2,Ep3,T 细胞表位（T Cell epitope）,能够与MHC结合并被TCR识别的肽段 主要决定于抗原肽段的氨基酸线形序列 与宿主表达的MHC分子有关,B细胞表位：（B Cell epitope）位于抗原分子的表面 具有构象依赖性,流感病毒血凝素分子,T、B细胞表位的比较 T 细胞表位 B 细胞表位抗原递呈 被MHC分子递呈 直接递呈表位受体 TCR BCR性质 短肽 天然的多肽、多糖、脂多糖 构型 线性 构象结构或线性大小 9肽或1217肽 数个氨基酸残基或单糖、核苷酸位置 抗原分子的任何部位 抗原分子的表面,（五）、抗原的免疫原性,抗原的物理性状：化学性质，分子量，结构复杂，分子构象,抗原与宿主之间的亲缘关系：关系越远，免疫原性越强。,抗原进入机体的途径：,皮内、皮下、肌肉、静脉和腹腔等途径诱导正性免疫应答。,消化道摄入的抗原更倾向于诱导免疫耐受（负性免疫应答）。,（六）抗原诱导的免疫耐受,影响获得性免疫耐受的因素：,1、抗原：,抗原的性质：非聚合状态的可溶性抗原。抗原的剂量：剂量过高或过低抗原进入机体的途径：口服,2、机体：,年龄：胚胎期或新生期。免疫抑制状态：使用免疫抑制剂,诱导免疫耐受的耐受原,完全抗原、半抗原和超抗原 TD（T-dependent）抗原和TI（T-independent）抗原天然抗原 与 人工抗原内源性抗原和外源性抗原异种抗原、同种异体抗原、自身抗原、独特型抗原异嗜性抗原,（六）抗原的分类,超抗原（superantigens，SAg）：是一类强有力的T、B细胞多克隆激活剂，极低剂量（110ng/ml）即可激活某些T细胞的220%克隆发生免疫应答。无须MHC递呈。,完全抗原：能诱导免疫应答并能与免疫应答产物特异性结合的抗原。即既有免疫原性又有抗原性的物质。,半抗原：单独不能诱导免疫应答但能与免疫应答产物特异性结合的抗原。即无免疫原性但有抗原性的物质。半抗原与蛋白质载体结合后成为完全抗原。,超抗原不是嵌在MHC的凹槽中而是附着于凹槽的外侧，因此不需要抗原递呈细胞的递呈即可直接激活T细胞。,内源性超抗原：逆转录病毒编码的蛋白质抗原 外源性超抗原：细菌外毒素,半抗原（hapten）,能够作为表位的一部分被抗体或者 TCR 识别的物质,天然抗原,b2m,TCR-b chain,TCR-a chain,Homocysteine,HLA-A68,Peptide,Interaction between TCR and homocysteine presented by HLA-A68,C,同源半胱氨酸,TCR与HLA-A68递呈的同源半胱氨酸的相互作用,T表位,超抗原,TCRVb,抗原肽,MHC-IIa,T 细胞,APC,超抗原Superantigen，SAg,超抗原能与MHC-II分子及TCR b 链结合，从而造成T细胞的非特异性活化。,抗原肽/MHC,异种抗原：来自另一物种的抗原。同种异型抗原：来自同一物种的不同个体的抗原。自身抗原：胚胎期间未曾接触过或出生后发生了改变的自身成分。独特型抗原：存在于单个T、B细胞或抗体分子上的独特抗原，不同细胞克隆的独特型抗原不同。独特型抗原存在于TCR、BCR和抗体的V区。异嗜性抗原：存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。,预先或与抗原混匀后免疫机体能增强免疫应答的物质称为免疫佐剂。完全弗氏佐剂：含矿物油、羊毛脂和死结核杆菌。不完全佐剂：含矿物油、羊毛脂不含结核杆菌。,（七）免疫佐剂（Adjuvant）,二、获得性免疫系统的主要特点Main Features of the Adaptive Immune system,1、一个细胞克隆一种受体：通过抗原受体（TCR或BCR）特异 性识别抗原。,5、免疫耐受性：对自身成分产生自身免疫耐受性（天然免疫耐受性）。,4、免疫记忆：特异性免疫保持长期的免疫记忆。,3、免疫效应：免疫细胞最终分化成为效应淋巴细胞，并通过抗体 或细胞因子、杀伤性细胞发挥免疫效应。,2、克隆选择与扩增：特异性淋巴细胞的克隆选择与扩增,一个克隆一种受体（TCR或BCR）一种受体特异性识别一种抗原,（一）、T细胞和B细胞如何识别自然界天文数字的抗原？,T、B细胞所表达的抗原受体的充分多样性BCR 1012TCR 5X1017,T细胞和B细胞有众多的细胞克隆（1012以上）,（二）MHC分子与抗原识别（MHC限制性）,（三）抗原特异性淋巴细胞的克隆与扩增,TCR识别由MHC递呈的抗原分子，而BCR可以直接识别抗原分子。,免疫活性细胞在识别抗原之后被抗原激活而迅速增殖（即克隆扩增），细胞数量激增上万倍，并分化为效应细 胞，少数成为记忆细胞。,外来抗原进入部位 发生免疫应答的部位,（四）外周淋巴器官与淋巴细胞循环（分布广泛，利于识别活化）,血液 脾脏,呼吸道 扁桃体和颈部淋巴结,消化道 小肠黏膜相关淋巴组织（MALT）,皮肤 受侵部位的引流淋巴结,（五）克隆清除与天然免疫耐受性,T细胞和B细胞在正常情况下不会攻击自身成分，为什么？,识别自身成分的各种T、B细胞克隆在胚胎发育过程中被清除：识别自身成分的各种T细胞和B细胞克隆在识别抗原之后，不发生克隆扩增而是引起克隆凋亡或处于无反应状态（免疫耐受）。,三、天然免疫系统与获得性免疫系统的相互合作,Collaboration Between Innate and Adeptive Immune System,T细胞免疫应答需要抗原递呈细胞（APC）递呈抗原才能启动免疫应答。,B细胞免疫应答需要FDC捕捉抗原，B细胞直接识别抗原，启动免疫应答。,（一）获得性免疫应答的启动,APC：主要是树突细胞和巨噬细胞（即天然免疫细胞）,FDC：淋巴结中的滤泡树突细胞。表面有补体受体，可以使抗原滞留于淋巴结内，较长久地递呈给B细胞，启动B细胞免疫应答。,2、抗体与补体的调理作用,（二）抗体与补体、吞噬细胞、NK细胞的 协同作用,1、抗体与抗原结合后能有效地激活补体，引起靶细胞的 溶解。,抗体的IgG Fc段与吞噬细胞、NK细胞表面的相应受体结合后，可以通过ADCC效应更准确更有效地杀伤靶细胞。,吞噬细胞表面有FcR1和C3bR，抗体IgG和补体C3b可以结合于吞噬细胞表面，使其更准确更有效的吞噬杀伤病原生物。,（三）细胞因子的作用,（四）获得性免疫与天然免疫时间互补,活化APC IL1，IL12 IFN-、IL18 诱导T细胞活化,获得性免疫系统：在初次接触抗原时，发挥效应较慢（57天）免疫力强、特异而有效。,天然免疫系统:迅速发挥效应，但其防疫作用有限。,1、天然免疫系统和获得性免疫系统的区别2、抗原：理化特性 特异性：T、B细胞表位 免疫原性 免疫耐受 分类：TD与TI抗原3、获得性免疫系统的主要特点4、TCR、BCR与MHC5、天然免疫系统与获得性免疫系统的相互协作。,小 结,