第二章 抗原与抗体30193.pptx
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1、1第一节 抗原 抗原(抗原(AgAg)是指凡能刺激机产生抗)是指凡能刺激机产生抗体和致敏淋巴细胞并能与之结合引起体和致敏淋巴细胞并能与之结合引起特异性反应的物质称为抗原。特异性反应的物质称为抗原。第1页/共93页2 抗原的两种基本特性:抗原的两种基本特性:(1)(1)免疫原性免疫原性 指抗原分子能够刺激机体产生特异性抗指抗原分子能够刺激机体产生特异性抗体及致敏淋巴细胞的性质。体及致敏淋巴细胞的性质。(2)(2)反应原性反应原性 指抗原分子与抗体或指抗原分子与抗体或致敏淋巴细胞致敏淋巴细胞发生发生特异性结合的性质。特异性结合的性质。第2页/共93页3完全抗原完全抗原:同时具有免疫原性和反应原性的
2、物质。如大同时具有免疫原性和反应原性的物质。如大多数蛋白质、细菌、病毒、细菌外毒素、动物免多数蛋白质、细菌、病毒、细菌外毒素、动物免疫血清等。疫血清等。半抗原半抗原:只有反应原性而没有免疫原性的物质,与蛋白只有反应原性而没有免疫原性的物质,与蛋白质载体结合时,能刺激机体产生抗体。质载体结合时,能刺激机体产生抗体。简单半抗原:简单半抗原:与抗体结合后不出现沉淀反应,但与抗体结合后不出现沉淀反应,但可用沉淀抑制反应显现。如酒石酸、甲苯酸等低可用沉淀抑制反应显现。如酒石酸、甲苯酸等低分子化合物。分子化合物。复合半抗原:复合半抗原:与抗体结合即可出现可见沉淀物。与抗体结合即可出现可见沉淀物。第3页/共
3、93页4二、构成完全抗原的条件二、构成完全抗原的条件1 1异物性异物性 亲缘关系越远的物质,免疫原性越强;自身物质可亲缘关系越远的物质,免疫原性越强;自身物质可以形成以形成“天然免疫耐受天然免疫耐受”.1、异种抗原(异种动物之间的物质)2、同种异体抗原(同种动物不同个体之间的物质)3、自身抗原。第4页/共93页5自身抗原:自身抗原:(1 1)自身物质结构、成分改变后成为)自身物质结构、成分改变后成为“自身自身 抗原抗原”;(2 2)机体免疫识别功能紊乱)机体免疫识别功能紊乱;(3 3)自身也有一些)自身也有一些“隐蔽抗原隐蔽抗原”眼球晶状眼球晶状 体蛋白、精子蛋白、甲状腺蛋白等体蛋白、精子蛋白
4、、甲状腺蛋白等.第5页/共93页62 2大分子胶体性大分子胶体性(1 1)通常相对分子量在通常相对分子量在1000010000以上,分子量越大、颗粒越大,表面抗原以上,分子量越大、颗粒越大,表面抗原决定簇就越多,化学结构也愈稳定;决定簇就越多,化学结构也愈稳定;(2 2)大分子的胶状物质,不易被机体破坏或排除,在体内存留时间较长,有)大分子的胶状物质,不易被机体破坏或排除,在体内存留时间较长,有利于持续刺激机体产生特异性免疫。利于持续刺激机体产生特异性免疫。第6页/共93页73 3化学组成、结构复杂化学组成、结构复杂 明明胶胶蛋蛋白白分分子子量量1010万万DaDa,但但免免疫疫原原性性差差因
5、因是是直直链链AAAA组组成成。胰胰岛岛素素只只有有5734Da5734Da,但但免免疫疫原原性性好好因因组组成成、结结构构复复杂杂。凡凡含含有有苯苯环环、杂杂环环AAAA和和糖糖的的蛋蛋白,结构都较复杂,免疫原性好白,结构都较复杂,免疫原性好 。第7页/共93页8三、抗原的特异性与交叉性三、抗原的特异性与交叉性 1 1、抗原的特异性:、抗原的特异性:一一种种抗抗原原物物质质只只能能刺刺激激机机体体产产生生相相应应的的抗抗体体,这这种种抗抗原原只只能能与与相相应应的的抗抗体体结结合合发发生生反反应应,称称为为抗抗原的特异性,或称专一性、针对性。原的特异性,或称专一性、针对性。抗抗原原的的特特异
6、异性性是是由由抗抗原原分分子子表表面面具具有有免免疫疫活活性性的的化化学学基基团团所所决决定定的的。这这些些基基团团称称为为抗抗原原决决定定簇簇。抗抗原原决决定定簇簇是是抗抗原原与与抗抗体体结结合合的的部部位位,每每个个抗抗原原分分子子的的决决定定簇簇数数量量不不等等:分分子子量量大大,决决定定簇簇多多;分分子子量量小小,决决定定簇簇少少。抗抗原原的的结结合合价价:能能与与抗抗体体分分子子结结合的功能性决定簇数目。合的功能性决定簇数目。第8页/共93页9、抗原的交叉性:、抗原的交叉性:交叉抗原:不同抗原物质之间可能存在有共同的交叉抗原:不同抗原物质之间可能存在有共同的抗原决簇,这些共有的抗原组
7、成或决定簇称为抗原决簇,这些共有的抗原组成或决定簇称为共同抗原或交叉抗原。共同抗原或交叉抗原。交叉反应:如果两种不同的抗原物质之间存在相交叉反应:如果两种不同的抗原物质之间存在相同的抗原决定簇,则一种抗原可以与另一种抗同的抗原决定簇,则一种抗原可以与另一种抗原物质刺激机体产生的抗体之间相互发生结合原物质刺激机体产生的抗体之间相互发生结合反应。反应。第9页/共93页10 临床上有一些交叉反应引起的疾病,如溶血性链球菌细胞壁微生物蛋白上临床上有一些交叉反应引起的疾病,如溶血性链球菌细胞壁微生物蛋白上有与肾小球基底膜和心肌组织共同抗原,反复感染溶血性链球菌,可发生自身有与肾小球基底膜和心肌组织共同抗
8、原,反复感染溶血性链球菌,可发生自身免疫病。免疫病。不同微生物之间也可存在共同的抗原成分,在血清学诊断中会出现交叉反不同微生物之间也可存在共同的抗原成分,在血清学诊断中会出现交叉反应,从而造成判断上的混乱,应该加以注意。应,从而造成判断上的混乱,应该加以注意。第10页/共93页11第11页/共93页12四、抗原的分类四、抗原的分类(一)根据抗原的性质分类(一)根据抗原的性质分类1 1、完全抗原、完全抗原 指既具有免疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原。例如,细菌、病毒等。指既具有免疫原性又有反应原性的物质称为完全抗原。例如,细菌、病毒等。2 2、不完全抗原、不完全抗原 指只具有反应原性而缺乏免
9、疫原性的物质称为不完全抗原,亦称为半抗原。指只具有反应原性而缺乏免疫原性的物质称为不完全抗原,亦称为半抗原。第12页/共93页13半抗原+载体载体抗体抗体BT完全抗原完全抗原BBBT第13页/共93页14(二)根据对胸腺(二)根据对胸腺(T T细胞)的依赖性分类细胞)的依赖性分类 1 1、胸腺依赖性抗原、胸腺依赖性抗原 简称简称TDTD抗原。抗原。2 2、非胸腺依赖性抗原、非胸腺依赖性抗原 简称简称TITI抗原。抗原。TD、TI抗原模式图:第14页/共93页15动物医学中重要的天然抗原动物医学中重要的天然抗原 各种微生物各有不同的抗原成分,各有抗原特异性各种微生物各有不同的抗原成分,各有抗原特
10、异性 同种微生物、不同株抗原成分也有差别,分为不同血清型同种微生物、不同株抗原成分也有差别,分为不同血清型 第15页/共93页161 1、细菌抗原、细菌抗原根据细菌的结构,可将细菌抗原分为鞭毛抗原又称根据细菌的结构,可将细菌抗原分为鞭毛抗原又称H H抗原、菌体抗原又称抗原、菌体抗原又称OO抗原、抗原、荚膜抗原又称荚膜抗原又称K K抗原和菌毛抗原等。抗原和菌毛抗原等。第16页/共93页17 (二)病毒抗原(二)病毒抗原 各种病毒都有相应的抗原结构,一般有:各种病毒都有相应的抗原结构,一般有:V V抗原抗原:又称为囊膜抗原:又称为囊膜抗原VCVC抗原抗原:又称衣:又称衣壳抗原、壳抗原、S S抗原抗
11、原:又称可溶性抗原和:又称可溶性抗原和NPNP抗原抗原:又称:又称核蛋白抗原。核蛋白抗原。病毒抗原模式图:第17页/共93页184 4、其他微生物抗原、其他微生物抗原 真菌、寄生虫及其虫卵都有特异性抗原,但真菌、寄生虫及其虫卵都有特异性抗原,但其免疫原性较弱,特异性也不强,交叉反应较其免疫原性较弱,特异性也不强,交叉反应较多,一般很少用抗原性进行分类鉴定。多,一般很少用抗原性进行分类鉴定。5 5、保护性抗原、保护性抗原 有些抗原能激机体产生的抗体具有免疫保护有些抗原能激机体产生的抗体具有免疫保护作用,因此将这些抗原称为保护性抗原或功能作用,因此将这些抗原称为保护性抗原或功能抗原。抗原。6 6、
12、超抗原、超抗原 这类抗原只须极低浓度就可诱发最大的免疫这类抗原只须极低浓度就可诱发最大的免疫效应。效应。第18页/共93页19二、抗二、抗 体体(一)免疫球蛋白与抗体(一)免疫球蛋白与抗体 免免疫疫球球蛋蛋白白(IgIg):指指存存在在于于人人和和动动物物血血液液(血血清清)、组组织织液液及及其其他他分分泌泌液液中的一类具有相似结构的球蛋白。五类:中的一类具有相似结构的球蛋白。五类:IgE IgD IgM IgA IgGIgE IgD IgM IgA IgG 抗抗体体是是机机体体免免疫疫活活性性细细胞胞(B B淋淋巴巴细细胞胞)受受抗抗原原刺刺激激后后,在在血血清清和和体体液液中中出出现的一种
13、能与相应抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。现的一种能与相应抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。第19页/共93页20(二二)免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 基本结构基本结构 A.A.重链重链(heavy chainheavy chain,H H)2 2条条 轻链轻链(light chainlight chain,L L)2 2条条 B.B.可变区(可变区(variable region,Vvariable region,V区)区)恒定区恒定区(constant region,Cconstant region,C区)区)C.C.铰链区铰链区(hinge regionhinge region)第20页
14、/共93页21 Ig的基本结构第21页/共93页22第22页/共93页23五类Ig的主要特性 第23页/共93页24(三)免疫球蛋白的类型及特点(三)免疫球蛋白的类型及特点1.IgG 1.IgG 是是血血清清中中的的主主要要IgIg,含含量量最最高高,约约占占血血清清中中IgIg总总量量的的7575。是是唯唯一一能能通通过过胎胎盘盘的的抗抗体体(人人和和兔兔可可以以;猪猪、牛牛、马马、羊羊不不能能通通过过)。IgGIgG有有抗抗菌菌和和抗抗病病毒毒作作用用,抗抗毒毒素素亦亦主主要要为为IgGIgG,能能中中和和毒毒素素使使其其失失去去活活性性,在在体体液液免免疫疫中中最最为为重重要要。IgGI
15、gG与与抗抗原原结结合合出出现现沉沉淀淀反反应应、凝凝集集反反应应、补补体体结结合合反应和中和反应。反应和中和反应。第24页/共93页25 2.IgA 2.IgA 有血清型有血清型IgAIgA和分泌型和分泌型IgAIgA之分。血清中主之分。血清中主要是单体,少数双体(要是单体,少数双体(9s9s)或三体()或三体(11s11s)IgAIgA。占血清总量的占血清总量的10102020。在唾液、泪液、初乳、鼻和支气管分泌液、在唾液、泪液、初乳、鼻和支气管分泌液、胃肠液、尿液、汗液等分泌液中的胃肠液、尿液、汗液等分泌液中的IgAIgA常称为分常称为分泌型泌型IgAIgA,其主要是双体,由,其主要是双
16、体,由J J链连接。它在保链连接。它在保护肠道、呼吸道、泌尿生殖道和眼睛抵抗微生护肠道、呼吸道、泌尿生殖道和眼睛抵抗微生物入侵方面起着关键作用。物入侵方面起着关键作用。IgAIgA不能结合补体,不能结合补体,但能凝集颗粒性抗原和中和病毒。但能凝集颗粒性抗原和中和病毒。第25页/共93页26 3.IgM 3.IgM 由由J J链链及及二二硫硫键键连连接接成成五五聚聚体体,分分子子量量最最大大(900(900 000000,19s19s,)的的Ig Ig,又又称称巨巨球球蛋蛋白白,仅仅存存在在于于血血流流中中,是是动动物物机机体体初初次次免免疫疫应应答答产产生生最最早早的的免免疫疫球球蛋蛋白白,也
17、也是是一一种种高高效效能能抗抗体体。机机体体受受病病原原感感染染后后,IgMIgM与与补补体体结结合合,溶溶解解病病原原体体。它它具具有有抗抗菌菌、抗抗病病毒毒、抗抗肿肿瘤瘤、中中和和毒毒素素等等多多种种功功能能,也参与也参与II II型、型、IIIIII型变态反应。型变态反应。第26页/共93页274.IgD 4.IgD 基基本本结结构构与与IgGIgG相相似似,有有一一个个单单体体结结构构,主主要要是是作作成成熟熟B B细细胞胞上上的的抗抗原原特特异异性性受受体体。在在血血清清中中含含量量极极低低,很很少少分分泌泌,已已经经证证实实人人、猪猪、鸡鸡和和一一些些实实验验动动物物有分泌性有分泌
18、性IgDIgD存在,但极不稳定,容易降解。其功能目前了解不多。存在,但极不稳定,容易降解。其功能目前了解不多。第27页/共93页28 5.IgE 5.IgE 以以单单体体形形式式存存在在,在在血血液液里里含含量量最最低低,由由于于其其有有独独特特的的FcFc片片段段,能能结结合合肥肥大大细细胞胞和和嗜嗜碱碱性性粒粒细细胞胞,与与抗抗原原一一起起介介导导这这些些细细胞胞释释放放多多种种生生物物活活性性物物质质,从从而而参参与与I I型型变变态态反反应应。在在抗抗蠕蠕虫虫感染中,也是一种重要的体液免疫因素。感染中,也是一种重要的体液免疫因素。第28页/共93页29(四)抗体的双重性(四)抗体的双重
19、性 抗体是免疫球蛋白,但就其对异种动物来说又是很好的抗原。它既是抗体抗体是免疫球蛋白,但就其对异种动物来说又是很好的抗原。它既是抗体又是抗原,即所谓双重性。用提纯的鸡又是抗原,即所谓双重性。用提纯的鸡IgGIgG免疫异种动物羊,就可产生羊抗鸡免疫异种动物羊,就可产生羊抗鸡IgGIgG抗体称为抗抗体。抗抗体在免疫标记技术实践中有重要意义。抗体称为抗抗体。抗抗体在免疫标记技术实践中有重要意义。第29页/共93页30 (五)抗体的功能(五)抗体的功能 1.1.与特异性抗原结合与特异性抗原结合 一种抗体只能与其相应的抗原呈特异性结合,一种抗体只能与其相应的抗原呈特异性结合,这就是抗体与其他免疫球蛋白和
20、血清中正常球蛋这就是抗体与其他免疫球蛋白和血清中正常球蛋白的根本区别。白的根本区别。2.2.激活补体激活补体 抗体只有和抗原结合后,才具有激活补体的抗体只有和抗原结合后,才具有激活补体的作用。激活补体引起了靶细胞的一系列反应,导作用。激活补体引起了靶细胞的一系列反应,导致细胞溶解或死亡。致细胞溶解或死亡。第30页/共93页31 3.3.组织结合组织结合 具具有有与与组组织织结结合合的的IgIg只只有有IgEIgE。IgEIgE能能同同肥肥大大细细胞胞、嗜嗜碱碱性性粒粒细细胞胞等等靶靶细细胞胞通通过过FcFc段段结结合合。当当特特异异抗抗原原再再次次进进入入机机体体后后,结结合合在在肥肥大大细细
21、胞胞的的IgEIgE与与抗抗原原形形成成复复合合物物,促使肥大细胞脱颗粒,释放组织胺等生物活性物质,引起促使肥大细胞脱颗粒,释放组织胺等生物活性物质,引起I I型变态反应。型变态反应。第31页/共93页324.4.调理吞噬作用调理吞噬作用 抗体能促进细菌颗粒抗原被吞噬细胞吞噬。抗体能促进细菌颗粒抗原被吞噬细胞吞噬。5.5.抗体依赖细胞介导的细胞毒作用抗体依赖细胞介导的细胞毒作用 靶靶细细胞胞与与IgGIgG的的FabFab端端结结合合,然然后后IgGIgG的的FcFc端端与与杀杀伤伤细细胞胞表表面面的的FcFc受受体体结结合合,形形成成靶靶细细胞胞IgGIgG杀杀伤伤细细胞胞大大的的复复合合物
22、物,这这时时杀杀伤伤细细胞胞可可使使靶靶细细胞胞内内的的成成分分漏漏出出,裂裂解解而而死死亡亡,称称为为ADCCADCC。第32页/共93页33三、机体的免疫应答三、机体的免疫应答 免疫应答是指动物机体免疫系统免疫应答是指动物机体免疫系统受到抗原刺激后,免疫细胞对抗原分受到抗原刺激后,免疫细胞对抗原分子的识别并产生一系列复杂的免疫连子的识别并产生一系列复杂的免疫连锁反应和表现出一定的生物学效应的锁反应和表现出一定的生物学效应的过程。过程。第33页/共93页34(一)免疫应答的基本过程(一)免疫应答的基本过程识别阶段识别阶段 反应阶段反应阶段 效应阶段效应阶段1.1.致敏阶段致敏阶段 又称感应阶
23、段,又称感应阶段,是摄取和识别抗原阶段。是摄取和识别抗原阶段。2.2.反应阶段反应阶段 反应阶段是反应阶段是T T细胞或细胞或B B细胞受抗原刺激后活化、细胞受抗原刺激后活化、增殖、分化的阶段。增殖、分化的阶段。3.3.效应阶段效应阶段 效应阶段是致敏效应阶段是致敏T T细胞或浆细胞分泌的抗体发挥细胞或浆细胞分泌的抗体发挥免疫效应的阶段。免疫效应的阶段。第34页/共93页35(二二)体液免疫的概念体液免疫的概念 抗抗原原进进入入机机体体后后,经经过过加加工工处处理理,刺刺激激B B细细胞胞,B B细细胞胞转转化化为为浆浆母母细细胞胞,前前浆浆细细胞胞,再再增增殖殖发发育育成成浆浆细细胞胞。浆浆
24、细细胞胞针针对对抗抗原原的的特特性性,合合成成及及分分泌泌特特异异的的免免疫疫球蛋白,不断排出细胞外,分布于体液中,发挥特异性的体液免疫作用。球蛋白,不断排出细胞外,分布于体液中,发挥特异性的体液免疫作用。第35页/共93页36 1.1.抗体产生的一般规律抗体产生的一般规律主要有两条规律:主要有两条规律:第第一一:对对同同一一种种抗抗原原初初次次免免疫疫应应答答与与再再次次免免疫疫应应答答产产生生免免疫疫球球蛋蛋白白的的速速度度、数数量量和和持持续续时时间间不不同同。即即初初次次产产生生缓缓慢慢,滴滴度度较较低低,持持续续时时间间较较短短;再再次次产产生生的的速速度度快快,滴滴度度高高,持持续
25、续时时间间长长。这这是是在在体体内内存存留留免免疫疫记记忆忆细细胞胞,当当再再次次受受到到抗抗原原刺刺激激时时,免免疫疫细细胞胞迅迅速速反反应应,加加快快分分化化增增殖殖,迅迅速产生抗体。速产生抗体。第36页/共93页37 第二:免疫球蛋白产生的顺序。当抗原刺激机体第二:免疫球蛋白产生的顺序。当抗原刺激机体后可以产生多种后可以产生多种Ig Ig。其出现的顺序一般是。其出现的顺序一般是IgMIgM最早,最早,但消失也快,在血液中只维持数周至数月。但消失也快,在血液中只维持数周至数月。IgGIgG的出的出现稍迟于现稍迟于IgMIgM,当,当IgMIgM接近消失时,接近消失时,IgGIgG方达高峰阶
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