微生物学与免疫学课件——1抗原.ppt

第一章第一章 抗抗 原原抗抗 原原目的要求目的要求1 1、掌握掌握抗原的抗原的概念概念及及特性特性；完全抗原和半；完全抗原和半抗原的概念；决定抗原免疫原性的因素；抗原的概念；决定抗原免疫原性的因素；医学上医学上重要的抗原重要的抗原。2 2、熟悉熟悉抗原特异性与抗原特异性与抗原决定簇抗原决定簇；共同抗；共同抗原与交叉反应；抗原的分类。原与交叉反应；抗原的分类。3 3、了解抗原结合价；超抗原的概念及意义。、了解抗原结合价；超抗原的概念及意义。抗抗 原原抗抗 原原免免疫疫应应答答 1 1、抗原、抗原（antigen,Ag)/免疫原免疫原（Immunogen)是指一类能刺激机体免疫系统使之产生特异是指一类能刺激机体免疫系统使之产生特异性免疫应答性免疫应答,并能与相应免疫应答产物（即抗体并能与相应免疫应答产物（即抗体和致敏淋巴细胞）在体内或体外发生特异性结合和致敏淋巴细胞）在体内或体外发生特异性结合的物质。的物质。抗原的两种特性抗原的两种特性 免疫原性免疫原性 免疫反应性免疫反应性概述概述抗抗 原原免免疫疫应应答答2.2.免疫原性（免疫原性（immunogenicityimmunogenicity):):3.3.免疫反应性（免疫反应性（antigenicityantigenicity):):抗原能特异性刺激免疫细胞，使之活化、抗原能特异性刺激免疫细胞，使之活化、增殖、分化，最终产生免疫效应物质（抗体增殖、分化，最终产生免疫效应物质（抗体或致敏淋巴细胞）的特性。或致敏淋巴细胞）的特性。或称反应原性，指或称反应原性，指抗原可在体内外与相抗原可在体内外与相应的免疫效应物质发生特异性结合的特性。应的免疫效应物质发生特异性结合的特性。抗抗 原原免免疫疫应应答答4.完全抗原完全抗原（complete antigen)具有免疫原性和免疫反应性的物质。具有免疫原性和免疫反应性的物质。5.半抗原半抗原（hapten)或或6.不完全抗原（不完全抗原（incomplete antigen)7.只有免疫反应性而无免疫原性的物质。只有免疫反应性而无免疫原性的物质。抗抗 原原免免疫疫应应答答第一节第一节 构成抗原的条件构成抗原的条件一、异物性一、异物性 二、理化性质二、理化性质三、机体因素三、机体因素抗抗 原原免免疫疫应应答答一、异物性一、异物性：“异物异物”的概念定义为的概念定义为“在胚胎期未与淋在胚胎期未与淋巴细胞充分接触过的物质，或其化学结构与宿巴细胞充分接触过的物质，或其化学结构与宿主的自身成分相异的物质主的自身成分相异的物质”。抗原与机体间抗原与机体间亲缘关系越远亲缘关系越远，组织结构，组织结构差异越大（异物性明显），其差异越大（异物性明显），其免疫原性越强免疫原性越强。1.异种物质：异种物质：指来自不同种属的抗原物质。指来自不同种属的抗原物质。2.同种异型物质：同种异型物质：指同一种属不同个体所具有的特异指同一种属不同个体所具有的特异性抗原物质。性抗原物质。红细胞血型抗原，包括红细胞血型抗原，包括ABO、Rh等等40余个抗原系统，其对安全输血极为重要；余个抗原系统，其对安全输血极为重要；人类主要组人类主要组织相容性抗原，即人白细胞抗原（织相容性抗原，即人白细胞抗原（HLA），），是具有高度是具有高度多态性的抗原系统。多态性的抗原系统。3.自身物质：自身物质：正常情况下，机体免疫系统不对自身正常情况下，机体免疫系统不对自身正常组织或细胞产生免疫应答，即处于自身耐受状态。正常组织或细胞产生免疫应答，即处于自身耐受状态。在某些病理情况下（如隐蔽抗原或隔离抗原释放；自在某些病理情况下（如隐蔽抗原或隔离抗原释放；自身抗原发生改变或被修饰等），自身抗原成分可诱导身抗原发生改变或被修饰等），自身抗原成分可诱导机体产生自身免疫应答。机体产生自身免疫应答。具有异物性的物质具有异物性的物质抗抗 原原免免疫疫应应答答二、理化性质二、理化性质1.大分子胶体：大分子胶体：分子量分子量 10 000dal 免疫原性强；免疫原性强；分子量分子量 10 000dal 免疫原性弱；免疫原性弱；分子量分子量 4 000dal 一般无免疫原性；一般无免疫原性；抗抗 原原免免疫疫应应答答二、理化性质二、理化性质2.化学组成与结构：化学组成与结构：蛋白质核酸多糖蛋白质核酸多糖 类脂无免疫原性类脂无免疫原性蛋白质抗原免疫原性强蛋白质抗原免疫原性强;必须有较复杂的化学组成和特殊的化学必须有较复杂的化学组成和特殊的化学基团（要含有大量的基团（要含有大量的芳香族氨基酸芳香族氨基酸）。）。抗抗 原原免免疫疫应应答答二、理化性质二、理化性质3.3.分子构象和易接近性分子构象和易接近性u分子结构是指抗原分子中一些特殊化学基团分子结构是指抗原分子中一些特殊化学基团的的立体构象立体构象。u易接近性易接近性是指抗原表面这些特殊的化学基团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。与淋巴细胞表面相应受体相互接触的难易程度。u易接近性常与这些化学基团在抗原分子中分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。布的部位有关。抗抗 原原免免疫疫应应答答氨基酸的位置和间距与抗原性的关系氨基酸的位置和间距与抗原性的关系抗抗 原原免免疫疫应应答答二、理化性质二、理化性质4.物理性状：物理性状：颗粒性抗原可溶性抗原颗粒性抗原可溶性抗原聚合状态单体聚合状态单体抗抗 原原免免疫疫应应答答 三、宿主方面的因素三、宿主方面的因素 1.1.遗传因素：同种动物不同品系及不同个体遗传因素：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。对同种抗原产生不同强度的免疫应答。2.2.年龄、性别与健康状态年龄、性别与健康状态 此外，与抗原的剂量、进入途径及免疫佐此外，与抗原的剂量、进入途径及免疫佐剂的应用等有关。剂的应用等有关。途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。抗抗 原原免免疫疫应应答答第二节第二节 抗原的特异性抗原的特异性 抗原特异性：指抗原诱导机体产生应答及与应抗原特异性：指抗原诱导机体产生应答及与应答产物发生反应所显示的答产物发生反应所显示的专一性专一性。免疫原性的特异性免疫原性的特异性、免疫反应性的特异性、免疫反应性的特异性一、决定抗原特异性的分子结构基础一、决定抗原特异性的分子结构基础1、抗原决定、抗原决定簇簇的概念的概念:抗原决定抗原决定簇簇(antigenic determinant，AD)指抗原分子中决定抗原特异性指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，又称的特殊化学基团，又称表位表位(epitope)。通常通常515个氨基酸残基、单糖或核苷酸即可构成一个表位。个氨基酸残基、单糖或核苷酸即可构成一个表位。抗抗 原原免免疫疫应应答答抗原决定簇的作用：抗原决定簇的作用：决定抗原特异性：决定抗原特异性：其性质、数目和空间构其性质、数目和空间构 象决定抗原的特异性。象决定抗原的特异性。与相应抗体和淋巴细胞与相应抗体和淋巴细胞AgR特异结合部位特异结合部位Ag-Ab 反应的特异性反应的特异性Ag-Ab 反应具有反应具有高度特异性高度特异性特异性由特异性由 Ag-D 决定决定Ag-D相同，若空间位置不同，特异性也不同相同，若空间位置不同，特异性也不同Ag-D相同，空间位置相同，若旋光性不同，相同，空间位置相同，若旋光性不同，特异性也不同特异性也不同抗抗 原原免免疫疫应应答答2、抗原决定簇的种类可分为、抗原决定簇的种类可分为根据结构分为根据结构分为（1）线性决定簇：线性决定簇：序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。（2）构象性决定簇：构象性决定簇：由空间构象形成的决定簇，序列上不连续。由空间构象形成的决定簇，序列上不连续。根据功能分为根据功能分为（1）隐蔽性决定簇：隐蔽性决定簇：存在于抗原内部的决定簇。存在于抗原内部的决定簇。（2）功能性决定簇：功能性决定簇：能被能被B细胞识别，或与抗体细胞识别，或与抗体结合的决定簇。结合的决定簇。抗抗 原原免免疫疫应应答答隐蔽性决定簇：隐蔽性决定簇：存在于存在于Ag分子内部的决定簇，无触发免疫应分子内部的决定簇，无触发免疫应 答的功能，称为隐蔽性抗原决定簇。答的功能，称为隐蔽性抗原决定簇。功能性决定簇：功能性决定簇：有些有些Ag-D位于位于Ag的表面，易于被淋巴细胞的表面，易于被淋巴细胞 识别，具有易接近性，可以诱发免疫应答，识别，具有易接近性，可以诱发免疫应答，称为功能性决定簇。称为功能性决定簇。功能性和隐蔽决定簇功能性和隐蔽决定簇抗抗 原原免免疫疫应应答答抗原结合价：抗原结合价：抗原分子表面能与抗体分子抗原分子表面能与抗体分子结合的功能性抗原决定簇的数目。结合的功能性抗原决定簇的数目。半抗原半抗原仅有一个功能性抗原决定簇，故为仅有一个功能性抗原决定簇，故为单价抗原单价抗原；天天然抗原然抗原有多个功能性抗原决定簇，故为有多个功能性抗原决定簇，故为多价抗原多价抗原。抗抗 原原免免疫疫应应答答功能性和隐蔽决定簇功能性和隐蔽决定簇抗抗 原原免免疫疫应应答答二、共同抗原和交叉反应二、共同抗原和交叉反应 1.1.共同抗原：共同抗原：带有相同或相似抗原决定簇的抗原称共同带有相同或相似抗原决定簇的抗原称共同抗原或交叉抗原。抗原或交叉抗原。2.2.交叉反应交叉反应 抗体与具有相同或相似决定簇的抗原之间抗体与具有相同或相似决定簇的抗原之间出现的反应，称交叉反应。出现的反应，称交叉反应。抗原抗原1抗原抗原1抗原抗原2抗原抗原2抗体抗体1 刺激机体刺激机体产生抗体产生抗体 交交叉叉反反应应示示意意图图抗抗 原原免免疫疫应应答答第三节第三节 抗原的分类抗原的分类 （一）依据抗原诱生抗体时对（一）依据抗原诱生抗体时对T细胞的依赖性细胞的依赖性 1.胸腺依赖性抗原(thymus dependent antigen,TD antigen)TD抗抗原原亦亦称称T细细胞胞依依赖赖抗抗原原，其其刺刺激激机机体体产产生生抗抗体体依依赖赖于于T细细胞胞辅辅助助，绝绝大大多多数数蛋蛋白白质质抗抗原原及及细细胞胞抗抗原原属属TD抗抗原原，如如病原微生物、血细胞、血清蛋白等。病原微生物、血细胞、血清蛋白等。2.非胸腺依赖抗原(thymus independent antigen,TI antigen)TI抗原亦称抗原亦称T细胞非依赖性抗原，其刺激机体产生抗体无需细胞非依赖性抗原，其刺激机体产生抗体无需T细胞辅助细胞辅助。TD-AgTD-Ag和和TI-AgTI-Ag引起免疫应答的特点引起免疫应答的特点 特特 点点 TD-Ag TI-AgTD-Ag TI-Ag ThTh 细胞细胞 +-+-体液免疫体液免疫 +细胞免疫细胞免疫 +-+-回忆应答回忆应答 +-+-产生抗体类型产生抗体类型 IgGIgG为主为主 IgMIgM 举举 例例 细菌病毒等细菌病毒等 脂多糖脂多糖,荚荚 蛋白质抗原蛋白质抗原 膜多糖等膜多糖等抗抗 原原免免疫疫应应答答（二）根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类（二）根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类1、外源性抗原：、外源性抗原：循溶酶体途径被处理和提呈，循溶酶体途径被处理和提呈，该过程受该过程受MHC-II分子限制。分子限制。2、内源性抗原：、内源性抗原：在胞核和胞浆中合成的蛋白质在胞核和胞浆中合成的蛋白质分子，由分子，由MHC-I类分子提呈。类分子提呈。抗抗 原原免免疫疫应应答答（三）根据抗原与机体的亲缘关系（三）根据抗原与机体的亲缘关系1.异种抗原异种抗原(xenogenic antigen)2.同种异型抗原（同种异型抗原（allogenic antigen）3.自身抗原自身抗原(autoantigen)抗抗 原原免免疫疫应应答答第四节第四节 医学上重要的抗原医学上重要的抗原一、病原微生物及其代谢产物：一、病原微生物及其代谢产物：制备疫苗用于预防接种；制备疫苗用于预防接种；（一）细菌性抗原（一）细菌性抗原（二）病毒性抗原（二）病毒性抗原（三）外毒素和类毒素（三）外毒素和类毒素 1.外毒素：细菌分泌的毒性蛋白质。具有毒性与免外毒素：细菌分泌的毒性蛋白质。具有毒性与免疫原性。疫原性。2.类毒素类毒素 经经0.3%0.4%甲醛处理过的失去毒性保甲醛处理过的失去毒性保留免疫原性的外毒素。留免疫原性的外毒素。GG-菌胞壁菌胞壁菌胞壁菌胞壁GG菌胞壁菌胞壁菌胞壁菌胞壁细细菌菌性性抗抗原原 病毒性抗原病毒性抗原 衣壳：蛋白衣壳：蛋白 包膜：糖蛋白包膜：糖蛋白腺病毒腺病毒腺病毒腺病毒流感病毒流感病毒流感病毒流感病毒口蹄口蹄口蹄口蹄疫病毒疫病毒疫病毒疫病毒狂犬病病毒狂犬病病毒狂犬病病毒狂犬病病毒抗抗 原原免免疫疫应应答答 如临床上用的马血清抗毒素对人是异种蛋白，如临床上用的马血清抗毒素对人是异种蛋白，可引起过敏反应；可引起过敏反应；动物免疫血清对人体具有两重性。动物免疫血清对人体具有两重性。提供了特异性抗体，中和细菌的外毒素，防治疾病。提供了特异性抗体，中和细菌的外毒素，防治疾病。是异种蛋白质，可引起超敏反应。是异种蛋白质，可引起超敏反应。类毒素类毒素免疫动物免疫动物（动物免疫血清）动物免疫血清）注入注入人体人体动物血清中含大量抗毒素动物血清中含大量抗毒素（特异性治疗和紧急预防用）特异性治疗和紧急预防用）二、动物免疫血清：二、动物免疫血清：抗抗 原原免免疫疫应应答答三、异嗜性抗原三、异嗜性抗原概念：是一类与种属无关，存在与人、动物、植物概念：是一类与种属无关，存在与人、动物、植物 和微生物之间的共同抗原。和微生物之间的共同抗原。意义意义 链球菌与肾小球基底膜及心肌组织存在共同抗原，链球菌与肾小球基底膜及心肌组织存在共同抗原，故链球菌感染可引起肾小球肾炎及心肌炎。故链球菌感染可引起肾小球肾炎及心肌炎。大肠杆菌大肠杆菌O O1414型脂多糖与人结肠粘膜存在共同抗原，型脂多糖与人结肠粘膜存在共同抗原，该菌感染可引起溃疡性结肠炎。该菌感染可引起溃疡性结肠炎。抗抗 原原免免疫疫应应答答 四、同种异体抗原四、同种异体抗原1.1.血型抗原血型抗原 (ABO(ABO血型抗原血型抗原 RhRh血型抗原血型抗原)可引起可引起输血反应输血反应和和新生儿溶血症新生儿溶血症2.2.人类白细胞抗原人类白细胞抗原(HLA)(HLA)引起移植排斥反应等引起移植排斥反应等抗抗 原原免免疫疫应应答答 ABOABO（H H）血型系统：）血型系统：A A、B B、ABAB、O O四型四型 人类人类ABOABO（H H）血型系统的分类）血型系统的分类 血型血型 抗原（抗原（RBCRBC）抗体（血清）抗体（血清）A A型型 A A抗原抗原 抗抗B B抗体抗体 B B型型 B B抗原抗原 抗抗A A抗体抗体 ABAB型型 ABAB抗原抗原 无抗无抗A A、抗、抗B B抗体抗体 O O型型 无无A A、B B抗原抗原 抗抗A A、抗、抗B B抗体抗体 抗抗 原原免免疫疫应应答答 新生儿溶血症新生儿溶血症 孕妇孕妇(Rh-)胎儿胎儿(Rh+)抗抗Rh抗体抗体新生儿新生儿RBC(Rh+)溶血反应溶血反应抗抗 原原免免疫疫应应答答五、自身抗原五、自身抗原自身抗原的出现可引起自身免疫病。自身抗原的出现可引起自身免疫病。1.1.隐蔽的自身抗原隐蔽的自身抗原物理因素：电离辐射等物理因素：电离辐射等化学因素：药物等化学因素：药物等 生物因素：微生物感染生物因素：微生物感染2.2.修饰的自身抗原修饰的自身抗原3.3.免疫系统功能失调免疫系统功能失调六、肿瘤抗原六、肿瘤抗原 1.肿瘤特异性抗原（肿瘤特异性抗原（TSA）2.肿瘤相关抗原（肿瘤相关抗原（TAA）甲胎蛋白甲胎蛋白(AFP)检测其含量可协助诊断原发性肝癌检测其含量可协助诊断原发性肝癌;癌胚抗原癌胚抗原(CEA)检测其含量可协助诊断结肠癌检测其含量可协助诊断结肠癌;抗抗 原原免免疫疫应应答答七、超抗原七、超抗原 抗抗 原原免免疫疫应应答答1、概念、概念:指那些同时能与指那些同时能与MHC分子及分子及TCR多肽链结多肽链结合、从而激活多克隆合、从而激活多克隆T细胞的蛋白质大分子。细胞的蛋白质大分子。u超抗原只需极低的浓度（超抗原只需极低的浓度（110ug/ml)即可激活即可激活2%20%的的T细胞克隆，产生极强的免疫应答细胞克隆，产生极强的免疫应答.u普通蛋白质抗原可激活机体总普通蛋白质抗原可激活机体总T细胞库中万分之一细胞库中万分之一至百万分之一的至百万分之一的T细胞。细胞。抗抗 原原免免疫疫应应答答2 2、超抗原激活、超抗原激活T T细胞的特点：细胞的特点：强大的刺激能力强大的刺激能力无需无需APCAPC处理处理 无无MHCMHC限制性限制性选择性识别选择性识别TCR TCR 链链 V V 区区诱导诱导T T细胞耐受细胞耐受 表位特点：免疫识别位分为两类表位特点：免疫识别位分为两类 1 1）MHCMHC结合位结合位 2 2）TCRVTCRV 结合位结合位抗抗 原原免免疫疫应应答答3 3、种类、种类 外源性超抗原：如金葡菌肠毒素；外源性超抗原：如金葡菌肠毒素；内源性超抗原：如病毒蛋白等；内源性超抗原：如病毒蛋白等；4 4、意义、意义 诱导诱导T T细胞耐受；与某些疾病发生有关。细胞耐受；与某些疾病发生有关。超抗原作用示意图超抗原作用示意图超抗原与普通抗原的特性比较超抗原与普通抗原的特性比较抗抗 原原免免疫疫应应答答八、丝裂原（有丝分裂原）八、丝裂原（有丝分裂原）p体外试验中能刺激静止的淋巴细胞出现淋巴母细胞化体外试验中能刺激静止的淋巴细胞出现淋巴母细胞化和有丝分裂。和有丝分裂。p为非特异性多克隆激活剂，可在体外检测淋巴细胞的为非特异性多克隆激活剂，可在体外检测淋巴细胞的应答能力。应答能力。p作用于作用于T细胞的丝裂原：刀豆蛋白细胞的丝裂原：刀豆蛋白A，植物血凝素，植物血凝素 作用于作用于B细胞的丝裂原：脂多糖，细胞的丝裂原：脂多糖，SPA 抗抗 原原免免疫疫应应答答与抗原混合使用能够增强机体对抗原免疫反应强与抗原混合使用能够增强机体对抗原免疫反应强度的物质称为免疫佐剂。度的物质称为免疫佐剂。佐剂的种类：佐剂的种类：化合物：氢氧化铝、明矾、多聚肌苷酸、化合物：氢氧化铝、明矾、多聚肌苷酸、胞苷酸（胞苷酸（polyI:C)、弗氏佐剂弗氏佐剂生物制剂：处理的细菌及其代谢产物、细生物制剂：处理的细菌及其代谢产物、细胞因子、热休克蛋白胞因子、热休克蛋白免疫佐剂免疫佐剂佐剂的作用机制佐剂的作用机制改变抗原的物理性状，延缓抗原降解和排除改变抗原的物理性状，延缓抗原降解和排除刺激单核巨噬细胞的吞噬活性，增强其抗原刺激单核巨噬细胞的吞噬活性，增强其抗原递呈的能力递呈的能力刺激淋巴细胞增殖与分化刺激淋巴细胞增殖与分化抗抗 原原免免疫疫应应答答思考题思考题1.解释名词解释名词 抗原，抗原决定簇，半抗原抗原，抗原决定簇，半抗原 TD-Ag，TI-Ag 异嗜性抗原异嗜性抗原2.决定抗原免疫原性的条件有哪些决定抗原免疫原性的条件有哪些?3.试述医学上的重要抗原及其意义。试述医学上的重要抗原及其意义。A A型题型题1 1下列哪种物质没有免疫原性下列哪种物质没有免疫原性A.A.异嗜性抗原异嗜性抗原 B.B.抗体抗体 C.C.半抗原半抗原 D.D.细菌多糖细菌多糖2 2类毒素的性质类毒素的性质A.A.有免疫原性，有毒性有免疫原性，有毒性 B.B.无免疫原性，无毒性无免疫原性，无毒性 C.C.有免疫原性，无毒性有免疫原性，无毒性D.D.有毒性，无免疫原性有毒性，无免疫原性 3 3交叉反应是由于二种不同的抗原分子中具有交叉反应是由于二种不同的抗原分子中具有A.A.构象决定簇构象决定簇B.B.不同的抗原决定簇不同的抗原决定簇C.C.功能性决定簇功能性决定簇D.D.共同抗原决定簇共同抗原决定簇4 4抗原的特异性取决于抗原的特异性取决于A.A.抗原的大小抗原的大小B.B.抗原的物理性状抗原的物理性状C.C.抗原结构的复杂性抗原结构的复杂性D.D.抗原表面的特殊化学基团抗原表面的特殊化学基团X型题型题1TD抗原抗原A.通常是蛋白通常是蛋白B.引起强的引起强的IgG应答应答C.产生记忆和二次应答产生记忆和二次应答D.引起抗体产生需引起抗体产生需T细胞的参与细胞的参与2属于同种异型抗原的是属于同种异型抗原的是A.ABO系统系统B.HLAC.Rh系统系统D.补体系统补体系统