(46)--第2章抗原免疫学基础与病原生物学.doc

湖南中医药大学讲稿课程名称：免疫学基础与病原生物学第二章 抗 原 第一节 抗原的概念和属性 一、抗原的概念和性能1.抗原 （antigen，Ag）：是指能够与T、B细胞抗原受体（TCR、BCR）结合，刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，形成应答产物（效应淋巴细胞或抗体），并与相应的免疫应答产物发生特异性结合的物质。2.抗原的两个重要性能免疫原性（immunogenicity）：指抗原特异性激活免疫细胞，使之增殖分化产生免疫应答产物的性能免疫反应性（immunoreactivity）：指抗原与相应的免疫应答产物发生特异性结合的性能。3.完全抗原与半抗原完全抗原（complete antigen）：指具备免疫原性和免疫反应性的物质。半抗原（hapten）：指具备免疫反应性而不具免疫原性的物质。比如：甲型肝炎病毒的病毒体是完全抗原；青霉素是半抗原；青霉素若与血浆蛋白、组织蛋白结合可成为完全抗原。载体(carrie)：指赋予半抗原免疫原性的物质。蛋白质。二、抗原的特异性1.特异性 是指抗原诱导机体产生特异性免疫应答，形成相应的应答产物（效应淋巴细胞或抗体），并与相应的免疫应答产物（效应淋巴细胞或抗体）专一结合的性质。比如：甲型肝炎病毒的病毒体可以诱导机体产生针对甲型肝炎病毒的抗体，不能够诱导机体产生针对乙型肝炎病毒的抗体。甲型肝炎病毒的病毒体也只能与针对甲型肝炎病毒的抗体结合，不能与乙型肝炎病毒的抗体结合。抗原的特异性表现在两个方面：免疫原性的特异性；免疫反应性的特异性抗原特异性是免疫应答的重要特点，也是免疫防治与免疫诊断的理论依据。预防甲型肝炎：接种甲型肝炎病毒疫苗。预防乙型肝炎：接种乙型肝炎病毒疫苗。诊断乙型肝炎病毒感染：检测HBsAg，用的抗体是：抗HBs 检测HBeAg，用的抗体是：抗HBe决定抗原的特异性结构基础是什么？2. 抗原表位：（1）概念 抗原表位（antigenic epitope）是指抗原分子中能够与T、B细胞抗原受体（TCR、BCR）及抗体发生特异性结合的特定结构或化学基团。抗原表位决定抗原的特异性。它既是被T/B细胞表面抗原受体识别的结构（决定抗原免疫原性特异性的结构基础），也是抗原与抗体结合的结构（决定抗原免疫反应性特异性的结构基础）。抗原表位通常由515个氨基酸残基组成，也可以由57个糖基或68个核苷酸残基组成。抗原表位的化学组成、结构与构象细小差异均影响抗原的特异性。（2）抗原表位的类型： 根据表位的结构或识别特点，可对抗原表位加以不同分类。功能性表位（位于抗原分子表面、容易被相应的淋巴细胞识别，可直接诱导免疫应答的功能性表位）和隐蔽性表位（位于抗原分子内部，无直接诱导免疫应答功能的隐蔽性表位）。顺序表位（由连续性、线性排列的短肽构成的顺序表位）和构象表位：（序列上不连续排列、空间上形成特定构象的短肽构成的构象表位）。T细胞表位（T细胞识别的T细胞表位）和B细胞表位（B细胞识别的B细胞表位）。一个抗原分子可以有多种不同的抗原表位，一种表位决定一种特异性。不同抗原分子之间可含相同或相似的抗原表位。共同表位：指不同抗原物质之间所含的相同或相似的抗原表位。共同抗原：含有共同表位的不同抗原称共同抗原或交叉抗原。（3）交叉反应：交叉反应（cross reaction）：共同抗原中的一种表位诱生的抗体或效应淋巴细胞可与具有相同或相似抗原表位的不同抗原发生反应。这一概念我们举例说明。比如，甲菌、乙菌为2种不同抗原，甲菌、乙菌间含有共同抗原表位（A表位），由甲菌刺激机体产生的抗体（含A抗体），可与乙菌中相应表位（A表位）结合。共同抗原中的一种表位诱生的抗体或效应淋巴细胞可与具有相同或相似抗原表位的不同抗原发生反应。交叉反应在某些病原体感染的诊断以某些及疾病发生机理的研究中得到应用（具体内容在以后的相关章节中学习）。第二节 影响抗原免疫原性的因素 影响抗原免疫原性的因素主要有抗原的异物性与理化性质、机体方面的因素及抗原进入机体的方式。 一、 抗原的异物性与理化性质1异物性 异物性是决定抗原免疫原性的首要条件。异物性：指抗原物质与机体自身正常组织细胞成分在化学组成和结构上存在差异。一般而言，抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，异物性越强，免疫原性也强。细菌、病毒等病原生物对人而言是异物，免疫原性强；鸭卵蛋白对哺乳动物而言，免疫原性强，对鸡而言，免疫原性弱。同一种属，不同个体的细胞也存在异物性。比如：A型血人的红细胞对B型血人而言，免疫原性强。自身某些组织细胞成分在胚胎时期因免疫细胞未与之接触，没有诱导特异性的免疫耐受，这样的物质免疫系统也将其视作异物，有免疫原性。自身组织细胞成分因感染、损伤或突变，而与正常组织细胞成分存在差异时，也有异物性；2抗原分子的理化性质（1）化学组成：天然抗原多为大分子有机物。蛋白质类物质多具有较强的免疫原性，糖蛋白、脂蛋白、多糖、多肽都具有一定的免疫原性，核酸免疫原性弱，脂类一般无免疫原性。（2）分子量：具有免疫原性的物质，分子量一般在10kDa以上。一般而言，分子量越大，则免疫原性越强，因为分子量越大，抗原表位越多，对淋巴细胞的刺激作用越强。（3）结构的复杂性：抗原的免疫原性与抗原分子结构的复杂性密切相关。如果抗原分子中含有特殊的化学基团（比如：芳香族氨基酸），则其免疫原性较强。 明胶的分子量高达100kDa，但免疫原性弱，因其仅由直链氨基酸组成，在体内易降解成低分子物质。胰岛素分子量为5.7kDa，但其序列中含芳香族氨基酸，仍具有较强的免疫原性。（4）易接近性：指抗原表位与相应淋巴细胞表面的抗原受体结合的难易程度。抗原表位所在位置比较容易被抗原受体接近，抗原免疫原性强。（5）物理状态：抗原物质可因其物理状态不同而呈现不同的免疫原性。一般而言，颗粒性抗原的免疫原性强于可溶性抗原，聚合状态的抗原其免疫原性较单体状态的抗原强。二、机体方面的因素 机体对抗原的应答能力是受遗传控制的。（1）种属：不同种属个体对同一抗原能否发生免疫应答及应答的程度不同。 比如：多糖抗原对人和小鼠有免疫原性，而对豚鼠则无免疫原性。（2）个体：同一种属不同个体遗传基因不同，对同一抗原的免疫应答情况也不同。 （3）年龄、性别与健康状态： 针对同一抗原，青壮年机体比幼年、老年机体具有更高的免疫应答水平；感染、营养不良、免疫抑制剂的应用均可以影响的机体免疫系统对抗原的应答水平。三、抗原进入机体的途径 同一抗原经不同途径所诱导的免疫应答有所不同。一般而言，抗原免疫原性由强到弱的进入机体的途径依次是：皮内注射皮下注射肌肉注射腹腔注射（仅限于动物）静脉注射。抗原经口服进入机体易诱导免疫耐受。第三节 抗原的分类一、按抗原与机体的亲缘关系分类1.异种抗原（xenogenic antigen）：指来自于不同物种的抗原。病原微生物及其代谢产物；用于某些疾病治疗的动物免疫血清（比如：破伤风抗毒素）；异种器官移植物等。 2.同种异型抗原（allogenic antigen）：又称同种异体抗原，指同一种属不同个体所具有的特异性抗原。人类血型抗原（ABO血型）和人白细胞抗原（HLA）都是重要的同种异型抗原。人白细胞抗原（HLA）是人体最复杂的同种异型抗原，在进行器官移植时，如果供体和受人白细胞抗原（HLA）不相匹配，可导致同种移植排斥反应。3.自身抗原（autoantigen） ：指能诱导特异性免疫应答的自身成分。正常情况下，机体对自身正常组织细胞成分不发生免疫应答。但某些病理情况下，自身成分可以诱导特异性免疫应答。常见自身抗原有：隐蔽的自身抗原：胚胎期从未与自身淋巴细胞接触过的隐蔽成分（比如：晶状体蛋白、脑组织等），在外伤、感染、手术等外界因素作用下，释放出来，进入血液和淋巴液，而被免疫系统识别，发生免疫应答。修饰的自身抗原：自身成分因感染、药物、烧伤、电离辐射等因素作用而发生改变，从而诱导机体的免疫应答。4.异嗜性抗原（heterophilic antigen）：是指一类存在于人、动物、植物、微生物之间的共同抗原。异嗜性抗原参与某些自身免疫病的发生，比如：A族溶血性链球菌表面成分与人肾小球基膜及心肌组织间具有共同抗原，故A族溶血性链球菌感染，诱导机体产生的抗体可与肾小球基膜、心肌组织发生交叉反应，导致肾小球肾炎或心肌炎；二、 按抗原诱生抗体时对T细胞的依赖性分类1.T细胞依赖性抗原（thymus dependent antigen，TD-Ag)：亦称胸腺依赖性抗原，是指有赖T细胞辅助才能刺激B细胞产生抗体的抗原。其特点是：（1）绝大多数为蛋白质抗原及细胞抗原。比如：细菌菌体、细菌的外毒素、血细胞、血清来源的蛋白分子等。（2）结构复杂。含B表位和T表位。 （3）能引起体液免疫和细胞免疫 有Ig类别转换，以IgG为主.（4）具有免疫记忆。有初次应答和再次应答。2.T细胞非依赖性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag)：亦称胸腺非依赖性抗原，是指无需T细胞辅助而能够刺激B细胞产生抗体的抗原。其特点是：（1）绝大多数为多糖类物质。比如：细菌脂多糖、肺炎球菌荚膜多糖等。（2）结构简单。只含B表位，无T表位（3）只引起体液免疫，不引起细胞免疫。 抗体为IgM，无Ig类别转换。（4）无免疫记忆和无再次应答。5 年 月 日