生物化学分析第三章免疫分析课件.ppt

第三章第三章 免疫分析免疫分析Immunological Analysis免疫分析的定义免疫分析的定义基于基于抗原抗原（Antigen）与）与抗体抗体（Antibody）之间的高特异）之间的高特异性反应（即免疫反应）实现对性反应（即免疫反应）实现对抗原抗原、抗体及相关物质检测、抗体及相关物质检测的分析方法。的分析方法。高特异性反应使抗体能在复杂基体的存在下专一的识别抗原，反之亦然高特异性反应使抗体能在复杂基体的存在下专一的识别抗原，反之亦然免疫分析的基本原理免疫分析的基本原理ImmobilisiedantibodyEnzyme-labelled antigenantigenBoundfractionFreefraction显色显色荧光荧光化学发光化学发光Principle of competitive immunoassays:the antigen molecules of the sample competeWith a fixed amount of labelled antigen for the limited amount of antibody binding sites免疫学与免疫分析免疫学与免疫分析免疫学（免疫学（Immunology）：）：研究生物体自身防御、肌研究生物体自身防御、肌体如何识别异物，并与之发生反应的学科。体如何识别异物，并与之发生反应的学科。免疫分析免疫分析是在免疫学发展的过程中出现和发展起来的，是在免疫学发展的过程中出现和发展起来的，是人类探索和利用生物现象解决分析化学问题的一个是人类探索和利用生物现象解决分析化学问题的一个典型例子。典型例子。免疫分析简单的就像一个滴定分析，可以直接测定复免疫分析简单的就像一个滴定分析，可以直接测定复杂基体中的目标分子，而无需繁琐的前处理步骤。杂基体中的目标分子，而无需繁琐的前处理步骤。蒙牛黄曲霉毒素事件蒙牛黄曲霉毒素事件动物性食品中克伦特罗残留量的测定动物性食品中克伦特罗残留量的测定uGC-MS法：法：提取提取净化净化衍生化衍生化内标法定量（不含前处理过程，约内标法定量（不含前处理过程，约25 min一个样），检出限为一个样），检出限为0.5 g kg-1vHPLC法：法：提取提取净化净化浓缩浓缩外标法定量（不含前处理过程，约外标法定量（不含前处理过程，约8 min一个样），一个样），0.5 g kg-1酶联免疫法酶联免疫法提取提取测定（不含前处理，约测定（不含前处理，约1 h，但可，但可同时同时多个样品测定，多个样品测定，尿或血清尿或血清样本可直接测定样本可直接测定），），0.5 g kg-1方法方法3为快速筛选法，阳性者需用方法为快速筛选法，阳性者需用方法1确认确认基于酶联免疫原理可制成克伦特罗快速检验试纸，用于现场快速检测基于酶联免疫原理可制成克伦特罗快速检验试纸，用于现场快速检测GB/T 5009.1922003乳和乳制品中黄曲霉毒素乳和乳制品中黄曲霉毒素M1的测定的测定 u免疫亲和层析净化免疫亲和层析净化PLC-MS/MS：提取提取离心离心净化净化基质加标基质加标外标法定量，定量限外标法定量，定量限0.01 g/Kgv免疫亲和层析净化免疫亲和层析净化HPLC（荧光检测器）：（荧光检测器）：提取提取离心离心净化净化外外标法定量，定量限标法定量，定量限0.08 g/Kgw免疫亲和层析净化免疫亲和层析净化MPS：提取提取离心离心净化净化溴衍生化溴衍生化外标法定外标法定量，定量限量，定量限0.008 g/Kg双流向酶联免疫法：双流向酶联免疫法：溶样后直接测定，定量限溶样后直接测定，定量限0.5 g/Kg方法方法4为快速筛选法，阳性者需用方法为快速筛选法，阳性者需用方法1确认确认免疫亲和层析已成为常规的试样净化方式免疫亲和层析已成为常规的试样净化方式GB/T 5413.3720104-1 免疫学的基本内容（免疫学的基本内容（1）免疫的概念免疫的概念免疫（免疫（immunity），源于拉丁文），源于拉丁文immunitas，在古罗马时代的本意是，在古罗马时代的本意是指免除劳伇或对国家的义务。指免除劳伇或对国家的义务。传统概念：传统概念：机体对再此感染具有的抵抗力称为免疫，即免除瘟疫。机体对再此感染具有的抵抗力称为免疫，即免除瘟疫。许多与免疫反应关系密切的疾病或现象如变态反应、输血反应及移植许多与免疫反应关系密切的疾病或现象如变态反应、输血反应及移植排斥反应等不能用抗感染免疫来解释，或根本与感染因子无关。排斥反应等不能用抗感染免疫来解释，或根本与感染因子无关。现代概念：现代概念：机体对机体对“非己非己”与与“自身自身”物质的识别、应答过程中所产物质的识别、应答过程中所产生的生物学效应的总和。生的生物学效应的总和。免疫观念的转变免疫观念的转变传统概念传统概念现代概念现代概念对象对象针对病原因子针对病原因子（非己）（非己）针对一切抗原物质针对一切抗原物质（非己、自身）（非己、自身）应答应答免疫反应免疫反应免疫反应、免疫耐受免疫反应、免疫耐受效应效应免疫防御免疫防御免疫防御、免疫损害免疫防御、免疫损害免疫是把双刃剑！免疫是把双刃剑！4-1 免疫学的基本内容（免疫学的基本内容（2）免疫学的发展历程免疫学的发展历程免疫学是一门既古老而又新兴的学科，其发展是人们在实践中免疫学是一门既古老而又新兴的学科，其发展是人们在实践中不断探索、总结和创新的结果，可大致分为以下四个时期：不断探索、总结和创新的结果，可大致分为以下四个时期：经验经验免疫学时期（免疫学时期（至至18世纪）世纪）经典经典免疫学时期（免疫学时期（19世纪末世纪末20世纪初）世纪初）近代近代免疫学时期（免疫学时期（20世纪初世纪初中叶）中叶）现代现代免疫学时期免疫学时期（20世纪世纪60年年）经验免疫学时期（经验免疫学时期（2）我国医学家在对治疗天花病长期临床实践中，对天花病的防治我国医学家在对治疗天花病长期临床实践中，对天花病的防治积累了丰富的经验，并创造性地发明了用积累了丰富的经验，并创造性地发明了用人痘苗预防天花人痘苗预防天花的方的方法，这是现代免疫学的开端。法，这是现代免疫学的开端。1798 Edward Jenner采用采用牛痘预防天花牛痘预防天花。vaccination：接种，取自拉丁文：接种，取自拉丁文vacca牛及牛及vaccinia牛痘之意牛痘之意vaccine：牛痘苗、疫苗：牛痘苗、疫苗经典免疫学时期（经典免疫学时期（1）减毒疫苗的发明减毒疫苗的发明：1880 Louis Pasteur 发现陈旧鸡霍乱杆发现陈旧鸡霍乱杆菌培养物不仅不会使鸡致病，而且还可抵御新鲜的鸡霍乱菌培养物不仅不会使鸡致病，而且还可抵御新鲜的鸡霍乱杆菌。基于此发明了通过物理、化学或生物学方法获得减杆菌。基于此发明了通过物理、化学或生物学方法获得减毒疫苗或菌苗，如炭疽菌苗（高温）、狂犬病毒疫苗（反毒疫苗或菌苗，如炭疽菌苗（高温）、狂犬病毒疫苗（反复传代减毒）复传代减毒）（主动免疫主动免疫）经典免疫学时期（经典免疫学时期（3）免疫应答机制的研究免疫应答机制的研究细胞免疫学说细胞免疫学说：1883年，年，Metchnikoff发现白细胞的吞噬功能，发现白细胞的吞噬功能，即可吞噬和清除多种病原微生物。即可吞噬和清除多种病原微生物。体液免疫学说体液免疫学说：1897年，年，Paul Ehrlich提出。其论点是细菌或毒提出。其论点是细菌或毒素等抗原能刺激机体产生存在于体液中的抗体；抗体可在体内素等抗原能刺激机体产生存在于体液中的抗体；抗体可在体内/外与抗原发生凝集、沉淀等反应，从而清除各种病原微生物或外与抗原发生凝集、沉淀等反应，从而清除各种病原微生物或中和细菌毒素。中和细菌毒素。两种学说的争论是科学史上最著名的争论之一。两种学说的争论是科学史上最著名的争论之一。1903年年Wright等发现抗体能增强吞噬细胞对抗体特异性细菌的吞噬能力，从等发现抗体能增强吞噬细胞对抗体特异性细菌的吞噬能力，从而初步将两大学派统一起来，使的人们开始认识到机体的免疫而初步将两大学派统一起来，使的人们开始认识到机体的免疫机制包括体液免疫和细胞免疫两方面。机制包括体液免疫和细胞免疫两方面。免疫机制的确立免疫机制的确立Antibody and antigen aggregates are ingested by phagocytic cellsSpecial proteins in blood kill antibody-coated bacteria or virusesAntibodies Form Aggregates经典免疫学时期（经典免疫学时期（4）补体的发现：补体的发现：19世纪末世纪末Bordet证实新鲜血液中含有一种不耐热证实新鲜血液中含有一种不耐热的成分，可辅助和补充特异性抗体，介导免疫溶菌、溶血作用，的成分，可辅助和补充特异性抗体，介导免疫溶菌、溶血作用，故称为补体。故称为补体。血清学方法的建立：血清学方法的建立：利用抗原和抗体间间的凝集、沉淀及补体利用抗原和抗体间间的凝集、沉淀及补体结合反应建立了多种体外检测抗原和抗体的血清学方法。结合反应建立了多种体外检测抗原和抗体的血清学方法。免疫化学的研究免疫化学的研究：即对抗原和抗体的理化性质及其特异性结合：即对抗原和抗体的理化性质及其特异性结合的化学基础问题的研究。的化学基础问题的研究。利用人工抗原发现抗原特异性是由利用人工抗原发现抗原特异性是由小分子的结构及构象决定，解释了血清学反应现象；小分子的结构及构象决定，解释了血清学反应现象；电泳技电泳技术证明抗体是丙种球蛋白，并利用分离、纯化方法对抗体分子术证明抗体是丙种球蛋白，并利用分离、纯化方法对抗体分子的结构与功能进行研究；的结构与功能进行研究；免疫电泳技术发现了抗体分子不均免疫电泳技术发现了抗体分子不均一性的本质，使得抗体分子与结构研究取得了重大进展。一性的本质，使得抗体分子与结构研究取得了重大进展。近代免疫学时期近代免疫学时期这一时期，人们冲破了抗感染免疫模板学说的束缚，对生物体这一时期，人们冲破了抗感染免疫模板学说的束缚，对生物体的免疫反应性有了比较全面的认识，使免疫学开始研究生物问的免疫反应性有了比较全面的认识，使免疫学开始研究生物问题，出现了全新的免疫学理论。题，出现了全新的免疫学理论。主要成就如下：主要成就如下：超敏反应的发现超敏反应的发现：异常、过高的免疫应答，又称变态反应。异常、过高的免疫应答，又称变态反应。免疫耐受的发现：免疫耐受的发现：无免疫应答现象。无免疫应答现象。克隆选择学说：克隆选择学说：1959年年Buenet 提出，较为完善地解释了抗体产提出，较为完善地解释了抗体产生的机理。生的机理。免疫学技术的发展：免疫学技术的发展：建立了间接凝集反应和免疫标记技术建立了间接凝集反应和免疫标记技术 现代免疫学时期现代免疫学时期该时期确认了淋巴细胞系在免疫反应中的地位，阐明了免疫球该时期确认了淋巴细胞系在免疫反应中的地位，阐明了免疫球蛋白的分子结构与功能，对免疫系统特别是细胞因子、粘附分蛋白的分子结构与功能，对免疫系统特别是细胞因子、粘附分子等进行了大量研究，并从分子水平对免疫球蛋白的多样性、子等进行了大量研究，并从分子水平对免疫球蛋白的多样性、类别转化等进行了探讨，在许多方面取得了突破性成就。类别转化等进行了探讨，在许多方面取得了突破性成就。免疫系统的研究：免疫系统的研究：建立了免疫系统的组织学和细胞学基础建立了免疫系统的组织学和细胞学基础抗体结构与功能的研究：抗体结构与功能的研究：统一了抗体球蛋白名称并建立了分类统一了抗体球蛋白名称并建立了分类免疫网络学说的提出：免疫网络学说的提出：基于克隆选择学说的另一个学说基于克隆选择学说的另一个学说抗体多样性研究抗体多样性研究细胞因子与免疫细胞膜分子研究细胞因子与免疫细胞膜分子研究 免疫器官（免疫器官（1）中枢免疫器官：中枢免疫器官：发生、发育早；发生、发育早；是造血干细胞增殖发育分是造血干细胞增殖发育分化为化为T、B淋巴细胞的场所，淋巴细胞的场所，淋巴细胞在此增殖不需要淋巴细胞在此增殖不需要抗原的刺激；抗原的刺激；向外周免疫器官输送向外周免疫器官输送T、B淋巴细胞，决定外周免疫淋巴细胞，决定外周免疫器官发育。器官发育。免疫器官（免疫器官（2）外周免疫器官：外周免疫器官：T、B细胞的定居和增殖细胞的定居和增殖场所；场所；免疫应答的发生场所；免疫应答的发生场所；淋巴液过滤部位；淋巴液过滤部位；参与淋巴细胞再循环。参与淋巴细胞再循环。免疫细胞免疫细胞B、T细胞称为免疫活性细胞，能发生特异性免疫应答。细胞称为免疫活性细胞，能发生特异性免疫应答。4-1 免疫学的基本内容（免疫学的基本内容（4）免疫系统的三个基本功能免疫系统的三个基本功能免疫防御：免疫防御：对外来（异体）抗原物质的识别，排除。免疫防御对外来（异体）抗原物质的识别，排除。免疫防御功能低下可导致免疫缺陷，主要表现为感染；该免疫反应的类功能低下可导致免疫缺陷，主要表现为感染；该免疫反应的类型或强度异常时，可表现为超敏反应。型或强度异常时，可表现为超敏反应。免疫稳定：免疫稳定：机体处理老化，损伤细胞的功能。该功能异常时，机体处理老化，损伤细胞的功能。该功能异常时，可导致自身免疫病，如可导致自身免疫病，如SLE（红斑狼疮），类风湿等。（红斑狼疮），类风湿等。免疫监视：免疫监视：清除清除DNA复制错误和复制错误和突变细胞。免疫功能低下可导突变细胞。免疫功能低下可导致肿瘤发生率增高，增殖速度及转移加快。致肿瘤发生率增高，增殖速度及转移加快。4-1 免疫学的基本内容（免疫学的基本内容（5）免疫应答的类型免疫应答的类型u非特异性免疫：非特异性免疫：又称为天然或固有免疫，是与生具有的，遇病又称为天然或固有免疫，是与生具有的，遇病原体后，首先并迅速起防卫作用。原体后，首先并迅速起防卫作用。v特异性免疫：特异性免疫：又又称适应性或获得性免疫，是后天获得的，称适应性或获得性免疫，是后天获得的，是免是免疫学研究的主要对象。疫学研究的主要对象。免疫类型免疫类型天然免疫天然免疫获得性免疫获得性免疫产生特点产生特点生来具有生来具有后天获得后天获得特异性特异性非抗原特异性非抗原特异性抗原特异性抗原特异性多样性多样性有限有限丰富丰富回忆反应性回忆反应性无无有有参与的主要成分参与的主要成分皮肤、粘膜和屏障结构皮肤、粘膜和屏障结构吞噬细胞、吞噬细胞、NK细胞、补体等细胞、补体等 T、B 淋巴细胞抗体等淋巴细胞抗体等 体液免疫和细胞免疫体液免疫和细胞免疫初次应答和再次应答初次应答和再次应答再次应答需用相同抗原刺激再次应答需用相同抗原刺激4-2 抗原抗原抗原的概念抗原的概念 抗原（抗原（Antigen，Ag）是一类能够）是一类能够刺激刺激动物机体免疫系统，动物机体免疫系统，诱导发生免疫应答，并能与相应的免疫应答产物在体内诱导发生免疫应答，并能与相应的免疫应答产物在体内/外外发生发生特异性结合特异性结合的物质。的物质。即抗原能与免疫系统中即抗原能与免疫系统中B/T淋巴细胞表面的抗原受体淋巴细胞表面的抗原受体BCR/TCR结合而促使其增殖、分化，产生免疫效应物质结合而促使其增殖、分化，产生免疫效应物质抗体抗体/致敏淋巴细胞致敏淋巴细胞并与之结合。并与之结合。4-2-1 抗原的两个基本性质（抗原的两个基本性质（1）免疫原性免疫原性/immunogenicity：指能引起免疫应答的性能，即指能引起免疫应答的性能，即能够刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞。能够刺激机体产生抗体和致敏淋巴细胞。免疫反应性免疫反应性/immunoreactivity：又称抗原特异性或抗原专又称抗原特异性或抗原专一性，指能与免疫应答物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内一性，指能与免疫应答物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内外相互作用起反应的性能。外相互作用起反应的性能。免疫原性免疫原性免疫反应性免疫反应性4-2-1 抗原的两个基本性质（抗原的两个基本性质（2）具有免疫原性的分子具有免疫原性的分子一定一定具有免疫反应性（免疫耐受除外）具有免疫反应性（免疫耐受除外）；但具有免疫反应性的分子；但具有免疫反应性的分子不一定不一定具有免疫原性。具有免疫原性。完全抗原完全抗原/complex Ag：同时具有免疫原性和免疫反应性的：同时具有免疫原性和免疫反应性的物质，如大多数蛋白质物质，如大多数蛋白质半抗原半抗原/Hapten：只具有免疫反应性而不具有免疫原性的：只具有免疫反应性而不具有免疫原性的物质，通常为小分子物质物质，通常为小分子物质半抗原连接适当的大分子载体可成为完全抗原半抗原连接适当的大分子载体可成为完全抗原，能引发机，能引发机体的免疫应答产生针对该半抗原反应的抗体。体的免疫应答产生针对该半抗原反应的抗体。这是免疫分这是免疫分析可用小分子测定物质基础。析可用小分子测定物质基础。hapten+carrier=complex Ag4-2-2 抗原的异物性和特异性（抗原的异物性和特异性（1）异物性异物性：抗原的重要性质：抗原的重要性质化学结构与宿主自身成分不同或在胚胎期机体的免疫活性细胞化学结构与宿主自身成分不同或在胚胎期机体的免疫活性细胞从而接触过的物质称为异物。从而接触过的物质称为异物。异物性程度取决于抗原与机体的亲缘关系：异物性程度取决于抗原与机体的亲缘关系：亲缘关系亲缘关系（即种属（即种属关系）关系）越远，异物性越强，即免疫原性越强。越远，异物性越强，即免疫原性越强。具有异物性的物质具有异物性的物质异种物质异种物质同种异体物质：同种异体物质：ABO的血型物质和的血型物质和MHC分子等分子等 例如：输血应选择同种血型；器官移植物时供者与受者的例如：输血应选择同种血型；器官移植物时供者与受者的亲缘关系越近（如血缘关系），则排斥反应的程度越轻。亲缘关系越近（如血缘关系），则排斥反应的程度越轻。改变或隐蔽的自身物质改变或隐蔽的自身物质 脑组织、眼晶状体蛋白、精子及甲状腺球蛋白等；被理化脑组织、眼晶状体蛋白、精子及甲状腺球蛋白等；被理化和生物学因素改变或修饰的自身正常成分；突变的正常细和生物学因素改变或修饰的自身正常成分；突变的正常细胞（肿瘤细胞）胞（肿瘤细胞）4-2-2 抗原的异物性和特异性（抗原的异物性和特异性（2）特异性：特异性：指抗原与其诱生的抗体指抗原与其诱生的抗体/致敏淋巴细胞间的相互吻致敏淋巴细胞间的相互吻合性、针对性和专一性。（锁和钥匙的关系）合性、针对性和专一性。（锁和钥匙的关系）免疫原性的特异性：免疫原性的特异性：指某一特定抗原只能激发机体产生针指某一特定抗原只能激发机体产生针对该抗原的特异性抗体对该抗原的特异性抗体/致敏淋巴细胞。致敏淋巴细胞。免疫反应的特异性：免疫反应的特异性：指某一特定抗原只能与其特异性抗体指某一特定抗原只能与其特异性抗体/致敏淋巴细胞结合而出现发生反应。致敏淋巴细胞结合而出现发生反应。决定抗原特异性的基础是什么？决定抗原特异性的基础是什么？4-2-2-1 抗原决定簇（抗原决定簇（1）抗原决定簇抗原决定簇/Antigenic Determinant：又称表位：又称表位epitope，指，指抗原表面决定抗原特异性的某些抗原表面决定抗原特异性的某些特定化学结构特定化学结构（包括化学（包括化学基团和分子构象）。抗原以此和基团和分子构象）。抗原以此和B/T淋巴细胞表面的抗原淋巴细胞表面的抗原受体受体BCR/TCR结合，进而引起免疫应答和免疫反应。结合，进而引起免疫应答和免疫反应。抗原不是以整个分子起作用，而是它表面的某些化学基团抗原不是以整个分子起作用，而是它表面的某些化学基团或构象，即表位起作用。或构象，即表位起作用。表位的特异性决定了抗原的特异性表位的特异性决定了抗原的特异性，是与相应抗体或淋巴，是与相应抗体或淋巴细胞表面受体结合的部位细胞表面受体结合的部位。4-2-2-1 抗原决定簇（抗原决定簇（2）表位的组成表位的组成抗原抗原表位的组成表位的组成大小大小/nm半抗原半抗原1个简单的有机分子个简单的有机分子0.51.5天然蛋白质天然蛋白质612个氨基酸残基个氨基酸残基2.54.5合成多肽合成多肽49个氨基酸残基个氨基酸残基2.03.5多糖多糖6个单糖残基个单糖残基3.5核酸核酸45个嘌呤或嘧啶残基个嘌呤或嘧啶残基1.52.04-2-2-1 抗原决定簇（抗原决定簇（3）抗原的结合价：抗原的结合价：指能和抗体分子结合的功能性表位的个数。指能和抗体分子结合的功能性表位的个数。完全抗原是多价，半抗原是单价的。完全抗原是多价，半抗原是单价的。表位是抗原中具有免疫原性的部位，一种表位激发一种淋表位是抗原中具有免疫原性的部位，一种表位激发一种淋巴细胞产生一类抗体。因此多价抗原会诱发机体产生多种巴细胞产生一类抗体。因此多价抗原会诱发机体产生多种类型的抗体。类型的抗体。多价抗原可与多个抗体分子交互结合。多价抗原可与多个抗体分子交互结合。抗原名称抗原名称人血清白蛋白人血清白蛋白鸡卵清清蛋白鸡卵清清蛋白牛血清白蛋白牛血清白蛋白甲状腺球蛋白甲状腺球蛋白表位数目表位数目4个个10个个18个个40个个4-2-2-2 抗原表位分类（抗原表位分类（1）根据结构可为根据结构可为线性表位线性表位（顺序或（顺序或/连续表位）和连续表位）和构象表位构象表位（非连续表位）（非连续表位）构象表位一般位于抗原表面，线性表位可在任何部位构象表位一般位于抗原表面，线性表位可在任何部位表位中各基团的序列或空间构象的细微变化均会使其抗原表位中各基团的序列或空间构象的细微变化均会使其抗原性发生改变。性发生改变。例如：例如：A型血和型血和B型血红细胞型血红细胞表面抗原的区别仅在于前者是表面抗原的区别仅在于前者是N-乙酰氨基半乳糖，而后者乙酰氨基半乳糖，而后者为为L-岩藻糖。岩藻糖。4-2-2-2 抗原表位分类（抗原表位分类（2）根据位置可分为根据位置可分为功能性表位功能性表位和和隐蔽性表位隐蔽性表位功能性表位位于抗原表面，易被功能性表位位于抗原表面，易被B细胞识别引发应答；隐细胞识别引发应答；隐蔽性表位位于抗原内部，不易被淋巴细胞识别引发应答，蔽性表位位于抗原内部，不易被淋巴细胞识别引发应答，但若因各种理化原因暴露出来则可引发应答。但若因各种理化原因暴露出来则可引发应答。根据识别表位的淋巴细胞可分为根据识别表位的淋巴细胞可分为B细胞表位细胞表位和和T细胞表位细胞表位，分别仅可被分别仅可被B/T细胞表面细胞表面BCR/TCR识别识别4-2-2-3 抗原决定基对抗原特异性的影响（抗原决定基对抗原特异性的影响（1）4-2-2-3 抗原决定基对抗原特异性的影响（抗原决定基对抗原特异性的影响（2）4-2-2-4 共同抗原和交叉反应（共同抗原和交叉反应（1）交叉反应：交叉反应：指抗体除可与其相应抗原发生特异性反应外，指抗体除可与其相应抗原发生特异性反应外，有时还可与其他抗原发生反应。有时还可与其他抗原发生反应。交叉反应的交叉反应的物质基础：物质基础：不同抗原物质表面可能含有相同或不同抗原物质表面可能含有相同或相似的表位，即共同表位。任一抗原刺激机体产生的抗体相似的表位，即共同表位。任一抗原刺激机体产生的抗体可与含相同或相似决定基的其他抗原发生反应。可与含相同或相似决定基的其他抗原发生反应。共同抗原：共同抗原：具有相同表位的不同抗原称为共同抗原或交叉具有相同表位的不同抗原称为共同抗原或交叉抗原。共同抗原的存在和交叉反应的发生并非否定抗原的抗原。共同抗原的存在和交叉反应的发生并非否定抗原的特异性，而是由于抗原的异质性和共同表位所致。特异性，而是由于抗原的异质性和共同表位所致。4-2-2-4 共同抗原和交叉反应（共同抗原和交叉反应（2）4-2-2-4 共同抗原和交叉反应（共同抗原和交叉反应（3）交叉抗原的生物学意义交叉抗原的生物学意义某些情况下，针对病原微生物的免疫应答可导致对人体的免疫某些情况下，针对病原微生物的免疫应答可导致对人体的免疫损伤（如异嗜性抗原）损伤（如异嗜性抗原）在进行特异性诊断或鉴定时，须排除交叉抗原可能产生的干扰在进行特异性诊断或鉴定时，须排除交叉抗原可能产生的干扰应用交叉抗原可能诱导出针对难于制备的抗原的免疫应答，例应用交叉抗原可能诱导出针对难于制备的抗原的免疫应答，例如近年报道，斑疹伤寒立克次氏体可诱导机体产生针对如近年报道，斑疹伤寒立克次氏体可诱导机体产生针对HIV的的免疫应答。免疫应答。Question？1796年，英国医生琴纳通过为一个小男孩接种牛年，英国医生琴纳通过为一个小男孩接种牛痘（一种感染牛的病毒），成功地预防了天花痘（一种感染牛的病毒），成功地预防了天花（一种感染人的病毒），这与抗原特异性相矛盾（一种感染人的病毒），这与抗原特异性相矛盾吗？试解释这一现象。吗？试解释这一现象。4-2-3 影响免疫原性的条件影响免疫原性的条件抗原的理化性质抗原的理化性质抗原的种类抗原的种类v分子的大小分子的大小w化学组成及物理性状化学组成及物理性状抗原决定基的易接近性抗原决定基的易接近性抗原与机体的相互作用抗原与机体的相互作用进入机体的途径进入机体的途径机体遗传因素机体遗传因素抗原的理化性质（抗原的理化性质（1）抗原的种类：抗原的种类：天然抗原多为大分子有机物，多数蛋白质为良好的抗原，天然抗原多为大分子有机物，多数蛋白质为良好的抗原，多糖及多肽也具一定的免疫原性，其化学性质有关。多糖及多肽也具一定的免疫原性，其化学性质有关。分子大小：分子大小：抗原的分子量一般抗原的分子量一般10 kD，且分子量越大，免疫原性越强，且分子量越大，免疫原性越强，其机制为：其机制为：a.表面分布较多抗原决定基；表面分布较多抗原决定基；b.化学性质相对化学性质相对稳定；稳定；c.降解及排除速率较慢，有利于持续刺激机体免疫降解及排除速率较慢，有利于持续刺激机体免疫系统。系统。抗原的理化性质（抗原的理化性质（2）化学组成及物理性状：化学组成及物理性状：分子量并非决定免疫原性的惟一和绝对因素，免疫原性物质还分子量并非决定免疫原性的惟一和绝对因素，免疫原性物质还须须具备复杂的化学组成与特殊的化学基团具备复杂的化学组成与特殊的化学基团。例如：例如：a.简单重复的有机大分子不具免疫原性（如磺化聚苯乙简单重复的有机大分子不具免疫原性（如磺化聚苯乙烯）；烯）；b.明胶的分子量逾明胶的分子量逾100 kD，但其仅由直链氨基酸组成，但其仅由直链氨基酸组成，故免疫原性很弱；故免疫原性很弱；c.胰岛素分子量仅胰岛素分子量仅5.7 kD，但其序列中含芳，但其序列中含芳香族氨基酸，故具免疫原性。香族氨基酸，故具免疫原性。物理性状的影响：物理性状的影响：颗粒抗原的免疫原性强于可溶性抗原；多聚颗粒抗原的免疫原性强于可溶性抗原；多聚体的免疫原性强于单体。体的免疫原性强于单体。抗原的理化性质（抗原的理化性质（3）抗原决定基的易接近性抗原决定基的易接近性即抗原决定基是否容易即抗原决定基是否容易被被B、T淋巴细胞表面的淋巴细胞表面的抗原受体所接近，越容抗原受体所接近，越容易接近，抗原性越强。易接近，抗原性越强。抗原与机体的相互作用（抗原与机体的相互作用（1）抗原进入机体的方式抗原进入机体的方式抗原剂量：抗原剂量：过多过多/过少都不能产生抗体且会引起免疫耐受过少都不能产生抗体且会引起免疫耐受免疫途径：免疫途径：同一物质经不同途径进入机体，其刺激免疫系同一物质经不同途径进入机体，其刺激免疫系统产生应答的强度各异，依次为：皮内注射统产生应答的强度各异，依次为：皮内注射皮下注射皮下注射肌肌肉注射肉注射腹腔注射（仅限于动物）腹腔注射（仅限于动物）静脉注射静脉注射口服口服抗原与机体的相互作用（抗原与机体的相互作用（2）机体遗传因素机体遗传因素个体对抗原刺激产生应答的能力受遗传因素控制。同种动物不个体对抗原刺激产生应答的能力受遗传因素控制。同种动物不同品系或不同个体，对同一抗原产生应答的强度或性质各异。同品系或不同个体，对同一抗原产生应答的强度或性质各异。年龄、性别和健康状态也有影响：青壮年年龄、性别和健康状态也有影响：青壮年幼幼/老年；雌性老年；雌性雄性雄性（怀孕除外）；感染或免疫抑制（怀孕除外）；感染或免疫抑制我们每天吃的食物是否会引起免疫应答？我们每天吃的食物是否会引起免疫应答？怎样进行有效地疫苗接种？怎样进行有效地疫苗接种？4-2-4 半抗原半抗原完全抗原（完全抗原（1）半抗原：半抗原：具有一定结构特征的小分子，它自身不具备免疫原性，具有一定结构特征的小分子，它自身不具备免疫原性，但可与大分子载体偶联形成完全抗原，引发免疫应答得到能与但可与大分子载体偶联形成完全抗原，引发免疫应答得到能与该半抗原特异性结合的抗体。该半抗原特异性结合的抗体。选择大分子载体的注意事项：选择大分子载体的注意事项：（1）与免疫动物异源，如免疫动物为）与免疫动物异源，如免疫动物为兔，可选用牛血清白蛋白、卵清白蛋白等；（兔，可选用牛血清白蛋白、卵清白蛋白等；（2）所得抗体中也有针）所得抗体中也有针对大分子载体表位的。对大分子载体表位的。偶联方式：偶联方式：重氮化法；重氮化法；碳二亚胺法；碳二亚胺法；戊二醛法；戊二醛法；混合酸酐法；混合酸酐法；O羧甲基羟胺法羧甲基羟胺法偶联位置：偶联位置：尽可能将极性基团和芳香环等特征基团暴露出来。尽可能将极性基团和芳香环等特征基团暴露出来。半抗原偶联位置对抗体特异性的影响半抗原偶联位置对抗体特异性的影响雌酮雌酮雌二醇雌二醇雌三醇雌三醇半抗原半抗原不同偶联位置交叉反应不同偶联位置交叉反应%17-位偶联位偶联3-位偶联位偶联6-位偶联位偶联雌二醇雌二醇100100100雌酮雌酮962.01.0雌三醇雌三醇100.80.4雌二醇与载体蛋白的偶联位置对抗体特异性的影响雌二醇与载体蛋白的偶联位置对抗体特异性的影响4-2-4 半抗原半抗原全抗原（全抗原（2）苏丹红苏丹红 I 全抗原的合成：全抗原的合成：三聚氰胺三聚氰胺I 全抗原的合成：全抗原的合成：全抗原合成后需验证是否偶联成功并计算偶联比。全抗原合成后需验证是否偶联成功并计算偶联比。4-2-4 半抗原半抗原全抗原（全抗原（3）载体的作用载体的作用为什么单独用半抗原不能产生抗体？为什么单独用半抗原不能产生抗体？载体在抗体产生中发挥什么作用？载体在抗体产生中发挥什么作用？4-2-4 半抗原半抗原全抗原（全抗原（4）小分子半抗原可通过与载体大分子结合获得免疫原性和特异性小分子半抗原可通过与载体大分子结合获得免疫原性和特异性抗体；抗体；载体不仅增加了半抗原分子大小，使之获得免疫原性，而且在载体不仅增加了半抗原分子大小，使之获得免疫原性，而且在再次应答的免疫记忆中起重要作用，再次应答的免疫记忆中起重要作用，再次应答由载体决定再次应答由载体决定。大多数天然抗原都可看作是半抗原大多数天然抗原都可看作是半抗原载体复合物，半抗原实质载体复合物，半抗原实质就是抗原决定簇，而其余部分则为载体。就是抗原决定簇，而其余部分则为载体。细胞介导免疫应答的特异性由载体决定，而体液免疫应答的特细胞介导免疫应答的特异性由载体决定，而体液免疫应答的特异性由抗原决定。异性由抗原决定。载体效应：载体效应：初次与再次免疫时，只有使半抗原结合在同一载体初次与再次免疫时，只有使半抗原结合在同一载体上，才能产生抗半抗原的再次免疫应答现象。上，才能产生抗半抗原的再次免疫应答现象。4-2-5 抗原的分类抗原的分类 对对T细胞的依赖分类：细胞的依赖分类：T细胞依赖抗原细胞依赖抗原/TD抗原和非细胞依赖抗原和非细胞依赖抗原抗原/TI抗原，亦称胸腺依赖抗原和胸腺非依赖抗原。抗原，亦称胸腺依赖抗原和胸腺非依赖抗原。根据与机体的亲缘程度分类：根据与机体的亲缘程度分类：异种抗原、同种异型抗原（如异种抗原、同种异型抗原（如AB红细胞抗原）、异嗜性抗原（无血缘关系但却存在共同表红细胞抗原）、异嗜性抗原（无血缘关系但却存在共同表位的抗原）、自身抗原（改变或隐蔽的自身物质）、位的抗原）、自身抗原（改变或隐蔽的自身物质）、独特型独特型抗原（如鼠的抗原（如鼠的Ig对兔）。对兔）。其它分类：其它分类：天然抗原和人工抗原；天然抗原和人工抗原；完全抗原、半抗原；完全抗原、半抗原；颗粒性抗原，可溶性抗原颗粒性抗原，可溶性抗原4-2-6 佐剂（佐剂（1）佐剂：佐剂：预先或与抗原同时注入体内，可增强机体对该抗原的免疫应答预先或与抗原同时注入体内，可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的物质，可视为一种非特异性免疫增强剂。或改变免疫应答类型的物质，可视为一种非特异性免疫增强剂。佐剂的种类佐剂的种类化合物：化合物：包括氢氧化铝、明矾、矿物油及吐温包括氢氧化铝、明矾、矿物油及吐温80、弗氏不完全佐剂、弗氏不完全佐剂（羊毛脂与石蜡油的混合物）以及人工合成的多聚肌苷胞苷酸（羊毛脂与石蜡油的混合物）以及人工合成的多聚肌苷胞苷酸(polyI:C)、脂质体等。、脂质体等。生物制剂：生物制剂：经处理或改造的细菌及其代谢产物，如卡介苗、短小棒经处理或改造的细菌及其代谢产物，如卡介苗、短小棒状杆菌、百日咳杆菌，以及霍乱毒素状杆菌、百日咳杆菌，以及霍乱毒素B亚单位亚单位(CTB)、革兰阴性菌细、革兰阴性菌细胞壁成分脂多糖（胞壁成分脂多糖（LPS）和类脂）和类脂A、源于分支杆菌的胞壁酰二肽等；、源于分支杆菌的胞壁酰二肽等；细胞因子及热休克蛋白等。细胞因子及热休克蛋白等。4-2-6 佐剂（佐剂（2）作用机制：作用机制：改变抗原物理性状，延长抗原在体内存留时间；改变抗原物理性状，延长抗原在体内存留时间；刺激吞嗜细胞，增强提呈能力；刺激吞嗜细胞，增强提呈能力；刺激淋巴细胞增殖，分化。刺激淋巴细胞增殖，分化。应用：应用：增强特异免疫应答，如制备抗血清及疫苗接种；增强特异免疫应答，如制备抗血清及疫苗接种；非特异地增强机体免疫功能，可用于抗肿瘤与抗感染非特异地增强机体免疫功能，可用于抗肿瘤与抗感染4-3 抗体抗体抗体抗体（Antibody，Ab）：介导体液免疫的重要效应分子，是）：介导体液免疫的重要效应分子，是B细细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的可特异性结合抗原胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的可特异性结合抗原的糖蛋白。的糖蛋白。免疫球蛋白免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：具抗体活性或化学结构与）：具抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白（抗体相似的球蛋白（1964年国际卫生组织的统一命名）。年国际卫生组织的统一命名）。Ab都是都是Ig，但，但Ig不一定是不一定是Ab，通常也不区分。，通常也不区分。Ig的分布：的分布：分泌型分泌型，血清等体液中；，血清等体液中；膜型膜型，B细胞膜上，即细胞膜上，即BCR抗体是具有免疫性质的球蛋白抗体是具有免疫性质的球蛋白Electrophoretogram of anti-OVA rabbit serum before(a)and after(b)removal of antibody by affinity chromatograph.4-3-1 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构典型典型Ig分子的基本结构呈分子的基本结构呈“Y”字型，字型，由由两条相同的两条相同的重链重链和两和两条相同的条相同的轻链轻链通过二硫键连接通过二硫键连接而成。重链和轻链近氨基端的而成。重链和轻链近氨基端的1/4或或1/2氨基酸序列变化很大，氨基酸序列变化很大，为为可变区可变区；其它部分氨基酸序；其它部分氨基酸序列相对恒定，为列相对恒定，为恒定区恒定区；位于；位于CH1和和CH2之间富含脯氨酸的区之间富含脯氨酸的区域为域为铰链区铰链区。（。（Y=2H+2L）重链与轻链重链与轻链重链重链（含（含450 550个个AA残基和不同数量糖，残基和不同数量糖，Mr约约50 75 kD）重链的类：重链的类：按按AA的组成和顺序的不同分为的组成和顺序的不同分为5种，即种，即、，与之对应的，与之对应的Ig称为称为IgG、IgA、IgM、IgD、IgE；重链的亚类：重链的亚类：根据根据IgG和和IgA铰链区铰链区AA组成和重链二硫键数目组成和重链二硫键数目与位置的差异又分为若干亚类，如与位置的差异又分为若干亚类，如IgG1IgG4、IgA1和和IgA2 轻链轻链（约（约214个个AA残基，通常不含糖，分子量约残基，通常不含糖，分子量约25 kD）轻链的型轻链