医学免疫学教学课件：第二章 抗原.ppt

第第 二二 章章 抗抗 原原 本章教学大纲本章教学大纲 【【目的要求目的要求】】 1.1. 掌握掌握 抗原、免疫原性、抗原性、完全抗原、抗原、免疫原性、抗原性、完全抗原、半抗原（抗原决定簇）和载体的概念；掌握血型抗半抗原（抗原决定簇）和载体的概念；掌握血型抗原和异嗜性抗原的概念和临床意义原和异嗜性抗原的概念和临床意义 2.2. 熟悉熟悉 决定抗原的抗原性的条件，熟悉决定抗原的抗原性的条件，熟悉T T细胞细胞表位和表位和B B细胞表位的特点细胞表位的特点 3.3. 了解了解 抗原的分类，超抗原和免疫佐剂的含抗原的分类，超抗原和免疫佐剂的含义 【【教学内容教学内容】】 1.1.抗原、抗原、免疫原性、抗原性、完全抗原、抗原、抗原、免疫原性、抗原性、完全抗原、半抗原、载体和佐剂的概念半抗原、载体和佐剂的概念 2.2.抗原的分类：胸腺依赖性抗原和胸腺非依赖抗原的分类：胸腺依赖性抗原和胸腺非依赖性抗原；异种抗原、同种异型抗原；自身抗原医性抗原；异种抗原、同种异型抗原；自身抗原。

医学上重要的抗原物质：血型抗原、异嗜性抗原、超学上重要的抗原物质：血型抗原、异嗜性抗原、超抗原 3.3.影响抗原免疫原性的因素，表位或抗原决定影响抗原免疫原性的因素，表位或抗原决定簇构象决定簇和线性决定簇的概念，簇构象决定簇和线性决定簇的概念，T T、、B B细胞表细胞表位的特点位的特点第一节第一节 抗原概论抗原概论 一、概念一、概念 抗原抗原（（Antigen, Ag））是是刺激机体产生免疫应刺激机体产生免疫应（应是指抗原刺激机体产生（应是指抗原刺激机体产生免疫应答产物免疫应答产物----抗体抗体或免疫效应细胞或免疫效应细胞）答）答（答是指相应抗原与免疫应（答是指相应抗原与免疫应答产物结合并将其排除体外）答产物结合并将其排除体外）的物质 抗原主要指病原微生物及其代谢产物以及抗抗原主要指病原微生物及其代谢产物以及抗毒素血清和药物等根据来源可分为外来抗原和毒素血清和药物等根据来源可分为外来抗原和自身抗原自身抗原 变应原（变应原（allergen））引发速发型超敏反应的抗引发速发型超敏反应的抗原。

原 耐受原（耐受原（tolerogen））引起免疫耐受的抗原引起免疫耐受的抗原 二、抗原的两种基本特性二、抗原的两种基本特性 1. 免疫原性免疫原性 免疫原性（免疫原性（immunogenecity））是是指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答（产生特异性指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答（产生特异性抗体及免疫效应细胞）的性质抗体及免疫效应细胞）的性质 AgT TB B致敏致敏致敏致敏T T T T细胞细胞细胞细胞浆细胞浆细胞浆细胞浆细胞抗体抗体免疫原性示意图免疫原性示意图 2 2. . 抗原性抗原性 抗原性抗原性（（antigenicity）又称免疫反）又称免疫反应性，应性，是指抗原分子与免疫应答产物（抗体或免疫效是指抗原分子与免疫应答产物（抗体或免疫效应细胞）发生特异性结合的性质应细胞）发生特异性结合的性质AgT TB B致敏致敏T T T T细胞细胞细胞细胞浆细胞浆细胞浆细胞浆细胞 抗原性（免疫反应性）示意图抗原性（免疫反应性）示意图抗原性（免疫反应性）示意图抗原性（免疫反应性）示意图抗体 三、完全抗原与半抗原三、完全抗原与半抗原 1. 完全抗原完全抗原 完全抗原完全抗原（（complete antigen) 具有具有免疫原性和抗原性的物质。

免疫原性和抗原性的物质 2. 半抗原半抗原 半抗原半抗原（（hapten，，又称不完全抗原又称不完全抗原 incomplete antigen ））无免疫原性，只有抗原性的物质无免疫原性，只有抗原性的物质 3. 载体载体 载体（载体（carrier））赋予半抗原以免疫原性赋予半抗原以免疫原性的蛋白质的蛋白质 半抗原半抗原 + 蛋白质（载体）蛋白质（载体） ＝＝ 完全抗原完全抗原 第二节第二节 抗原的异物性与特异性抗原的异物性与特异性 一、异物性一、异物性 异物性是指来源于体外的抗原，绝大多数抗原异物性是指来源于体外的抗原，绝大多数抗原属于异物，但也存在自身抗原属于异物，但也存在自身抗原 二、特异性二、特异性 抗原特异性的物质基础是抗原特异性的物质基础是抗原决定簇抗原决定簇（（antigenic determinant））,抗原决定簇抗原决定簇亦称亦称表位表位（（epitope），又称），又称半抗原半抗原（（hapten ）。

 （一）抗原决定簇（一）抗原决定簇 抗原决定簇（抗原决定簇（antigenic determinant））, 又称又称表位（表位（epitope） 1. 概念概念 （（1））抗原决定簇：抗原决定簇：抗原分子存在的能抗原分子存在的能TCR/BCR或抗体或抗体Fab片段特异性结合的特殊化学片段特异性结合的特殊化学基团，是免疫应答特异性的物质基础基团，是免疫应答特异性的物质基础 （（2））抗原结合价：抗原结合价：抗原结合价（抗原结合价（antigenic valence）是指能够与抗体分子结合的决定簇数目是指能够与抗体分子结合的决定簇数目 2.2. 类型类型 （（1））构象决定簇构象决定簇 ：：构象决定簇构象决定簇（（conformational determinant）由空间构象形成）由空间构象形成的决定簇，序列上不连续的决定簇，序列上不连续 （（2））顺序决定簇：顺序决定簇顺序决定簇：顺序决定簇（（sequence determinant），），又称又称线性决定簇线性决定簇（（linear determinant），），序列相连续的氨基酸肽片段构成序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。

的决定簇构象决定簇与线性决定簇构象决定簇与线性决定簇构象决定簇与线性决定簇构象决定簇与线性决定簇 （二）（二）T、、B细胞表位细胞表位 1. T细胞表位细胞表位 （（1）与）与TCR结合的表位（约结合的表位（约9～～17个氨基酸个氨基酸残基）称残基）称T细胞表位（细胞表位（T cell epitope）） （（2））T细胞识别抗原的二个结合部位细胞识别抗原的二个结合部位 T细胞细胞表位：与表位：与TCR结合 限制位（限制位（agretope）：与）：与MHC分子结合分子结合 2. B细胞表位细胞表位 与抗体和与抗体和BCR结合的表位结合的表位（约（约6～～7个氨基酸基个氨基酸基 或糖基）或糖基）T细胞表位细胞表位B细胞表位细胞表位表位受体表位受体TCRBCRMHC分子分子必需必需无需无需表位性质表位性质主要是线性短肽主要是线性短肽天然多肽，多糖，脂多天然多肽，多糖，脂多糖，有机化合物糖，有机化合物表位大小表位大小9—12个氨基酸个氨基酸（（CD8＋＋T细胞）细胞）12—17个氨基酸个氨基酸（（CD4＋＋T细胞）细胞）6－－7个氨基酸个氨基酸或或5－－7个单糖、核苷酸个单糖、核苷酸表位类型表位类型线性表位线性表位构象表位、线性表位构象表位、线性表位表位位置表位位置抗原分子任意部位抗原分子任意部位抗原分子表面抗原分子表面T T细胞表位与细胞表位与细胞表位与细胞表位与B B细胞表位的特性比较细胞表位的特性比较细胞表位的特性比较细胞表位的特性比较 （三）抗原（三）抗原- -抗体反应的特异性抗体反应的特异性 抗原表位的性质、数目、位置、空间排列和抗原表位的性质、数目、位置、空间排列和立体构象决定着抗原立体构象决定着抗原- -抗体反应的高度特异性抗体反应的高度特异性。

 （四）共同抗原表位与交叉反应（四）共同抗原表位与交叉反应 1.1.共同表位：共同表位共同表位：共同表位（（common epitope））指指不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位 2.2.交叉反应：交叉反应交叉反应：交叉反应（（cross-reaction）指）指抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表位的不抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表位的不同抗原均具有的反应（交叉结合）同抗原均具有的反应（交叉结合）第三节第三节 影响抗原免疫应答的因素影响抗原免疫应答的因素 一、抗原分子的结构和性质一、抗原分子的结构和性质 1. 1. 分子量：分子量越大，免疫原性越强分子量：分子量越大，免疫原性越强分子量：分子量越大，免疫原性越强分子量：分子量越大，免疫原性越强 2. 2. 化学组成及结构化学组成及结构化学组成及结构化学组成及结构 （（（（1 1）蛋白质）蛋白质）蛋白质）蛋白质 （（（（2 2）多糖：具有免疫原性）多糖：具有免疫原性）多糖：具有免疫原性）多糖：具有免疫原性, , 较蛋白质弱。

较蛋白质弱较蛋白质弱较蛋白质弱 （（（（3 3）核酸：多无免疫原性核酸：多无免疫原性核酸：多无免疫原性核酸：多无免疫原性 3. 3. 可降解性：可降解性：可降解性：可降解性： L-L-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸  易降解；易降解；易降解；易降解； D-D-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸  不易降解不易降解不易降解不易降解 二、宿主方面的因素二、宿主方面的因素 1.1.遗传因素遗传因素 同种动物不同品系及不同个体对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同种抗原产生不同强度的免疫应答 2.2.其他因素其他因素 年龄、性别与健康状态年龄、性别与健康状态 三、免疫原的剂量及进入途径三、免疫原的剂量及进入途径 （（1 1）剂量）剂量 1 1）剂量不足或过多均不引起免疫应答。

剂量不足或过多均不引起免疫应答 2 2）重复进入引起强免疫应答重复进入引起强免疫应答 （（2 2）途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔、）途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔、呼吸道和口服免疫应答水平依次降低呼吸道和口服免疫应答水平依次降低第四节第四节 抗原的分类抗原的分类 一、一、根据抗原性能根据抗原性能 1.1. 完全抗原完全抗原 2 2. 半抗原半抗原 二、根据抗原刺激机体产生免疫应答是二、根据抗原刺激机体产生免疫应答是否需要否需要Th细胞辅助细胞辅助 1. 胸腺依赖性抗原胸腺依赖性抗原（（thymus-dependent antigen, TD-Ag））如，多数蛋白质抗原如，多数蛋白质抗原 2. 胸腺非依赖性抗原胸腺非依赖性抗原（（thymus-independent antigen, TI- Ag））如，细菌脂多糖，聚合鞭毛素。

如，细菌脂多糖，聚合鞭毛素胸腺依赖性抗原与胸腺非依赖性抗原活化胸腺依赖性抗原与胸腺非依赖性抗原活化B B细胞的不同机制细胞的不同机制 三、根据与人体的亲缘关系三、根据与人体的亲缘关系 （一）（一）异种抗原异种抗原 异种抗原（异种抗原（xenogenic Ag））主要指病原微生物主要指病原微生物异种抗原异种抗原 （二）（二）同种异型抗原同种异型抗原 同种异型抗原同种异型抗原（（allogenic Ag））主要包括血型抗主要包括血型抗原、主要组织相容性抗原以及次要组织相容性抗原等原、主要组织相容性抗原以及次要组织相容性抗原等 1.1.人类血型抗原人类血型抗原 目前，已报导目前，已报导2323个系统个系统  （（1 1）） ABO（（H））血型系统：血型系统：人类人类ABO（（H）血型系统可分为）血型系统可分为A、、B、、AB和和O四四种类型 血型血型 抗原（抗原（RBC）） 抗体（血清）抗体（血清） ——————————————————— A型型 A抗原抗原 抗抗B抗体抗体 B型型 B抗原抗原 抗抗A抗体抗体 AB型型 AB抗原抗原 无抗无抗A、、抗抗B抗体抗体 O型型 无无A、、B抗原抗原 抗抗A、抗、抗B抗体抗体 ——————————————————— （（2 2））Rh血型系统血型系统 应用应用恒河猴（恒河猴（Macacus rhesus））RBC  家兔家兔  抗恒河猴抗恒河猴RBC抗体（免疫血清）抗体（免疫血清）+ 人类人类RBC  凝集反应（凝集反应（+）。

人类人类RBCRBC 恒河猴恒河猴RBCRBC RHCE RHCE基因（基因（+ +）） RHDRHD基因基因 （（+ +）） RHCERHCE基因（基因（+ +）） RHDRHD基因基因 （（- -））D D D D抗原（抗原（抗原（抗原（+ + + +）））） Rh+Rh+Rh+Rh+D D D D抗原（抗原（抗原（抗原（- - - -）））） Rh-Rh-Rh-Rh-共同存在共同存在共同存在共同存在D D D D抗原（抗原（抗原（抗原（+ + + +）））） Rh+Rh+Rh+Rh+新生儿溶血症示意图新生儿溶血症示意图 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＋＋新生儿溶血症示意图新生儿溶血症示意图新生儿溶血症示意图新生儿溶血症示意图 2.2.主要组织相容性抗原主要组织相容性抗原 主要指主要指MHCⅠMHCⅠ类分子类分子和和ⅡⅡ类分子。

类分子MHCⅠMHCⅠ类分子和类分子和ⅡⅡ类分子模式图类分子模式图 （三）（三）自身抗原自身抗原 自身抗原自身抗原（（autoantigen））的形成主要有以下的形成主要有以下原因 1.隐蔽抗原释放隐蔽抗原释放 2.自身抗原被修饰自身抗原被修饰 （（1）生物因素）生物因素 （（2）化学修饰）化学修饰 （（3）物理修饰）物理修饰 3.抗原决定基扩展抗原决定基扩展 4.分子模拟（异嗜性抗原）分子模拟（异嗜性抗原） （四）（四）异嗜性抗原异嗜性抗原 异嗜性抗原（异嗜性抗原（heterophile antigen））是指一类与是指一类与种属特异性无关，存在于人、动物、植物及微生物种属特异性无关，存在于人、动物、植物及微生物组织之间的共同抗原因组织之间的共同抗原因Forssman首先发现这种抗首先发现这种抗原，故亦称为原，故亦称为Forssman抗原豚鼠豚鼠绵羊绵羊 （五）（五）独特型抗原独特型抗原 Ig的的V区、区、B细胞抗原识别受体（细胞抗原识别受体（BCR）和）和T细胞抗原识别受体（细胞抗原识别受体（TCR）所具有的独特的）所具有的独特的氨基酸顺序和空间构象，构成不同的表位，这氨基酸顺序和空间构象，构成不同的表位，这些表位称为些表位称为独特型独特型（（idiotype，，Id），），Id可诱导可诱导自身产生相应的抗体称自身产生相应的抗体称抗独特型抗体。

由于抗独特型抗体由于Id 由抗体的生物学作用转变为抗原特性，亦称独由抗体的生物学作用转变为抗原特性，亦称独特型抗原特型抗原（（idiotypic antigen）） 独特型抗原独特型抗原引起的独特型引起的独特型—抗独特型网络调节抗独特型网络调节 四、其他分类四、其他分类 （一）（一）产生方式不同产生方式不同 1.1.天然抗原天然抗原 2.2.人工人工合成合成抗原抗原 （二）物理性状的不同（二）物理性状的不同 1.1.颗粒性抗原颗粒性抗原 2.2.可溶性抗原可溶性抗原 （三）化学性质不同（三）化学性质不同 1.1.蛋白质抗原蛋白质抗原 2.2.多糖抗原多糖抗原 3.3.多肽抗原多肽抗原 （四）诱导免疫应答的作用（四）诱导免疫应答的作用 1.1.移植抗原移植抗原 2.2.肿瘤抗原肿瘤抗原 3.3.变应原变应原 4.4.过敏原及耐受原过敏原及耐受原 第五节第五节 超抗原和丝裂原超抗原和丝裂原 一、超抗原一、超抗原 （一）概念（一）概念 可激活很高数量可激活很高数量T细胞的某些细菌或病毒细胞的某些细菌或病毒产物称作超抗原（产物称作超抗原（superantigen, SAg）） 。

（二）（二）SAg的作用特点的作用特点 1. 具有强激活具有强激活T细胞（细胞（CD4+T细胞）作用，细胞）作用，可刺激可刺激T细胞总数的细胞总数的5～～20% 2. 抗原无需处理，直接与抗原无需处理，直接与MHC-II类分子类分子和和TCR-V 结合 3. 无无MHC限制性，同限制性，同MHC-II类分子结合，类分子结合，增加增加TCR与与SAg的亲和力的亲和力 4. 可激活可激活T细胞，又可致细胞，又可致T细胞产生免疫耐细胞产生免疫耐受或抑制受或抑制普通抗原与超抗原不同识别机制的比较普通抗原与超抗原不同识别机制的比较普通抗原与超抗原不同识别机制的比较普通抗原与超抗原不同识别机制的比较  二、丝裂原二、丝裂原 在体外实验中，能与在体外实验中，能与T、、B细胞表面的相应细胞表面的相应受体结合，刺激静止的淋巴细胞转化为淋巴母受体结合，刺激静止的淋巴细胞转化为淋巴母细胞，表现出体积增大，胞浆增多，细胞，表现出体积增大，胞浆增多，DNA合成合成增加或有丝分裂变化的物质称增加或有丝分裂变化的物质称有丝分裂原有丝分裂原（（mitogen）） 。

人和小鼠人和小鼠人和小鼠人和小鼠T T细胞和细胞和细胞和细胞和B B细胞有丝裂原的比较细胞有丝裂原的比较细胞有丝裂原的比较细胞有丝裂原的比较 刀豆蛋白刀豆蛋白刀豆蛋白刀豆蛋白 A A（（（（Con Con A A）））） ＋＋＋＋ －－－－ ＋＋＋＋ －－－－植物血凝素植物血凝素植物血凝素植物血凝素（（（（PHAPHA）））） ＋＋＋＋ －－－－ ＋＋＋＋ －－－－美洲商陆美洲商陆美洲商陆美洲商陆（（（（PWMPWM）））） ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋脂多糖脂多糖脂多糖脂多糖（（（（LPSLPS）））） －－－－ ＋＋＋＋ －－－－ ＋＋＋＋葡萄球菌葡萄球菌葡萄球菌葡萄球菌A A蛋白蛋白蛋白蛋白（（（（SPASPA）－）－）－）－ ＋＋＋＋ －－－－ －－－－ 人人人人 小鼠小鼠小鼠小鼠 T T细胞细胞细胞细胞 B B细胞细胞细胞细胞 T T细胞细胞细胞细胞 B B细胞细胞细胞细胞 第六节第六节 免疫佐剂免疫佐剂 一、定义一、定义 佐剂佐剂（（adjuvant ））是先于抗原或同时与抗是先于抗原或同时与抗原混合注射机体可增强抗原的免疫原性的物质。

原混合注射机体可增强抗原的免疫原性的物质 二、应用二、应用 1.1.能增强弱免疫原性物质的免疫原性，常能增强弱免疫原性物质的免疫原性，常用于增强一些小分子疫苗的免疫原性用于增强一些小分子疫苗的免疫原性 2.2.可是剂量不足的免疫原产生有效的免可是剂量不足的免疫原产生有效的免疫应答（如免疫制备抗体等）疫应答（如免疫制备抗体等） 三、佐剂种类三、佐剂种类 1. 油性乳剂油性乳剂 — 弗氏佐剂弗氏佐剂（（Freund adjuvant）） 2. 无机化合物无机化合物 3. 微生物及其产物微生物及其产物 4. 脂质体脂质体 5. ISCOM 6. 细胞因子细胞因子  四、佐剂增强机体免疫应答的机制四、佐剂增强机体免疫应答的机制 1.1.诱导局部的炎症反应（诱导局部的炎症反应（BCGBCG） 2.2.增加抗原的滞留时间（增加抗原的滞留时间（乳浊剂乳浊剂 ） 3.3.作为抗原的传递工具（脂质体）。

作为抗原的传递工具（脂质体） 4.4.增加激活机体细胞（增加激活机体细胞（T T细胞和细胞和B B细胞）克细胞）克隆数（微生物及其产物制剂）隆数（微生物及其产物制剂） 5.5.直接增强免疫效应（细胞因子）直接增强免疫效应（细胞因子）思考题思考题 1. 解释下列名词解释下列名词 抗原，免疫原性，抗原性，抗原决定簇，抗原，免疫原性，抗原性，抗原决定簇，异嗜性抗原异嗜性抗原 2. 完全抗原和半抗原的区别完全抗原和半抗原的区别 3. 决定抗原特异性的物质基础决定抗原特异性的物质基础 4. 影响抗原免疫应答的主要因素影响抗原免疫应答的主要因素 5. TD-Ag和和TI-Ag的区别 6. 根据与人体亲缘关系分类的主要抗原根据与人体亲缘关系分类的主要抗原 7. 超抗原的特点超抗原的特点。