02 第二章 抗原.pptx

第1页：第二章 抗原

第二章 抗原。

第2页：抗原的概念

抗原（Antigen，Ag）：能够刺激机体产生免疫应答，并且能与免疫应答产物（抗体或免疫效应细胞）特异性结合的物质。

第3页：抗原的两种基本特性

免疫原性（immunogenicity）

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。

抗原性（antigenicity，又称免疫反应性）

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。

第4页：完全抗原、半抗原与载体

完全抗原（complete antigen）

具有免疫原性和抗原性的物质，如蛋白质、细菌、病毒等。

半抗原（hapten，不完全抗原）

无免疫原性、只有抗原性的物质，多为某些简单的小分子物质。

载体（carrier）

赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。半抗原与蛋白质结合即成为完全抗原。

第5页：半抗原与载体结合示意图

半抗原与载体结合形成完全抗原，进而刺激B细胞产生抗体的示意图。

第6页：第一节 抗原的类型

根据抗原性质

完全抗原、半抗原

胸腺依赖性抗原（TD-Ag）

刺激B细胞产生抗体需要Th细胞辅助，如多数蛋白质抗原。

胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）

不需要Th细胞辅助，如细菌脂多糖、聚合鞭毛素。

第7页：抗原按合成方式分类

• 天然抗原：非己抗原、自己抗原
• 人工抗原：人工结合抗原、人工合成抗原、基因工程抗原

第8页：抗原按亲缘关系分类

1. 异种抗原（xenogenic Ag）：来自不同种属的抗原，如病原微生物及其产物、由异种动物制备的抗毒素血清
2. 同种异型抗原（allogenic Ag）：来自同一种属不同个体的抗原，如血型抗原、组织相容性抗原
3. 自身抗原（autoantigen）：来自自身的抗原，如隐蔽的自身组织成分、修饰的自身组织成分、肿瘤抗原

第9页：第二节 医学上重要的抗原

医学上重要的抗原——病原微生物：

1. 细菌性抗原：细胞壁（蛋白质、脂多糖等）、鞭毛（蛋白质）、菌毛（蛋白质）、荚膜（多糖）
2. 病毒性抗原：衣壳（蛋白）、包膜（糖蛋白）
3. 其它：立克次体、螺旋体、真菌等

第10页：常见病原菌形态图

痢疾杆菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌与链球菌的形态图。

第11页：大肠杆菌

大肠杆菌（E.coli）形态图。

第12页：细菌的基本结构

细菌的基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞浆、核质。

第13页：

第14页：细菌细胞壁结构

• 细菌细胞壁最外层结构为肽聚糖（基本成分）
• G+菌：含有大量磷壁酸
• G-菌：三层结构，由内向外依次为脂蛋白、外膜、脂多糖（LPS，含脂类A、核心多糖和寡糖重复单位）

第15页：G+菌细胞壁结构图

G+菌细胞壁结构图：由内向外为磷脂（细胞膜）、肽聚糖、磷壁酸。

第16页：G-菌细胞壁结构图

G-菌细胞壁结构图：由内向外依次为磷脂（内膜，细胞膜）、肽聚糖、磷脂（外膜）与脂多糖（LPS），其间有脂蛋白连接。

第17页：脂多糖的结构

脂多糖（LPS）的结构：由脂肪酸聚二糖、核心多糖、特异性多糖（O抗原）与脂类A组成。

第18页：细胞膜、细胞浆与核质

细胞膜

位于细胞壁内侧、细胞浆外侧，构成成分为脂类、蛋白质和多糖。

细胞浆（细胞质）

内含有质粒、核糖体、胞浆颗粒。

核质

核酸，是细菌的遗传物质。

第19页：细菌的特殊结构

荚膜

细胞壁外围绕的黏液型层，成分为多糖。

鞭毛

细菌的运动器官，成分为蛋白质。

菌毛

粘附于人和动物细胞，成分为蛋白质。

芽胞

细菌的休眠状态。

第20页：常见病毒形态图

狂犬病病毒、腺病毒、口蹄疫病毒与流感病毒的形态图。

第21页：病毒的结构

• 核心：核酸
• 病毒衣壳：蛋白质
• 包膜（部分病毒）：脂类、糖蛋白
• 刺突：蛋白质
• 核衣壳：核酸与衣壳的复合结构

第22页：病毒结构层次图

病毒结构层次图：由内向外依次为核心、核衣壳、包膜内层基质蛋白、包膜外层刺突。

第23页：

第24页：

第25页：真菌与疟原虫

真菌（白色念珠菌，1,000倍油镜）与疟原虫的形态图。

第26页：外毒素与类毒素

外毒素

细菌分泌的毒性蛋白质。

类毒素

经0.3%～0.4%甲醛处理过的、失去毒性而保留免疫原性的外毒素。

第27页：异种动物血清

异种动物的血清蛋白对人具有免疫原性，如抗毒素血清（马血清）——破伤风抗毒素血清、白喉抗毒素血清等。

第28页：异嗜性抗原与Forssman抗原

异嗜性抗原（heterophil antigen，又称Forssman抗原）是不同种属生物间存在的共同抗原。

Forssman抗原实验：豚鼠脏器生理盐水悬液免疫家兔产生抗豚鼠抗体，该抗体与豚鼠脏器抗原反应阳性，与绵羊红细胞亦发生凝集反应（交叉反应）。

第29页：异嗜性抗原与相关疾病

异嗜性抗原：一类与种属无关的、存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。下表列出其与疾病的关系。

第30页：ABO血型抗原与抗体

人类血型抗原已报道23个系统。ABO血型系统见下表。

第31页：Rh血型系统

用恒河猴（Macacus rhesus）红细胞免疫家兔得到抗恒河猴红细胞抗体（免疫血清），与人红细胞发生凝集反应，提示人与恒河猴红细胞有共同抗原，称Rh抗原。

RHCE基因阳性、RHD基因阳性者为D抗原阳性（Rh+）；RHCE基因阳性、RHD基因阴性者为D抗原阴性（Rh-）。

第32页：ABO血型抗原引起的溶血反应

ABO血型抗原引起的溶血反应：A型红细胞表面A抗原与B型血清中的抗A抗体结合，激活补体导致溶血反应。

第33页：新生儿溶血症

实际意义——新生儿溶血症：Rh阴性孕妇怀Rh阳性胎儿后产生抗Rh抗体，抗体进入Rh阳性新生儿体内与其红细胞结合，引起溶血反应。

第34页：主要组织相容性抗原与肿瘤抗原

主要组织相容性抗原（Major Histocompatibility antigen）

人类为HLA（human leukocyte antigen）。

肿瘤抗原

细胞恶变过程中出现的新抗原。

第35页：超抗原的概念

超抗原（superantigen，SAg）是一类通过与MHC-II类分子（APC）和TCR-Vβ（T细胞）结合，刺激表达有特殊TCR-Vβ的T细胞亚群活化的抗原分子。

它不需经过抗原递呈细胞的加工与递呈，只需极低浓度就能直接激活多数T细胞，产生很强的免疫应答效应。

第36页：超抗原的作用特点

1. 具有强激活T细胞（CD4+T细胞）作用，可刺激T细胞总数的5%～20%
2. 不需APC处理，直接与MHC-II类分子和TCR-Vβ结合
3. 不受MHC限制，与MHC-II类分子结合可增加TCR与SAg的亲和力
4. 既可激活T细胞，又可致T细胞产生免疫耐受或抑制

第37页：超抗原与常规抗原对比

超抗原与常规抗原的比较：下表列出两者激活T细胞应答的类型与比例。

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第39页：超抗原作用机制图

超抗原作用机制图：超抗原（SAg）能同时与APC表面的MHC-II分子及T细胞的TCR-Vβ多肽结合，从而造成T细胞的非特异性活化。

第40页：

第41页：超抗原的种类

1. 外源性超抗原：主要为细菌的代谢产物，如金黄色葡萄球菌肠毒素（SE）、毒素休克综合症毒素1（TSST1）、A族链球菌M蛋白、致热外毒素A—C等
2. 内源性超抗原：主要为逆转录病毒产物，如病毒DNA与宿主DNA整合后表达的病毒蛋白质产物

第42页：超抗原的实际意义

超抗原的生物学意义尚不完全清楚。

• SAg作用于T细胞亚群产生细胞因子，引起毒性效应
• SAg作用于T细胞亚群产生免疫抑制，促进病毒感染、增殖

第43页：基因工程抗原

基因工程抗原：通过基因重组、再表达制备的抗原物质。目的基因（编码抗原）+载体（质粒等）→重组DNA→导入细胞（真核或原核）→表达→纯化→基因工程疫苗。

第44页：第三节 构成抗原的条件

影响免疫原性的因素——抗原因素：

1. 分子量：一般分子量越大，免疫原性越强
2. 化学组成及结构：蛋白质含芳香族氨基酸（特别是酪氨酸）者免疫原性强；环状结构强于直链；多糖弱于蛋白质；核酸多无免疫原性
3. 可降解性：含L-氨基酸的蛋白质易降解，具有免疫原性；含D-氨基酸的聚合体不易降解，不具有免疫原性

第45页：分子量与免疫原性关系图

理化性质与免疫原性：分子量大于100kD者为强免疫原，大于10kD者为免疫原，小于10kD者免疫原性弱。分子量大则抗原表位多、结构复杂、不易被降解，可持续刺激免疫细胞产生强免疫反应。

第46页：明胶分子免疫原性比较

复杂的化学组成与结构对免疫原性的影响：明胶分子（分子量大于100kD）为直链氨基酸，免疫原性很弱；加入2%酪氨酸（苯环氨基酸）后免疫原性大大增强。

第47页：物理性状与免疫原性

• 免疫原性大小：环状或支链分子＞直链分子；聚合物＞单体；颗粒状物质＞可溶性物质
• 蛋白质、多糖、糖蛋白、脂蛋白、脂多糖、核蛋白等都具有很好的免疫原性

第48页：

第49页：机体因素对免疫原性的影响

1. 遗传因素：控制机体免疫应答的基因是MHC，不同种属和不同个体对同一抗原的免疫应答有明显差异
2. 年龄、性别、健康状态

第50页：遗传与年龄性别的影响

遗传因素

机体对抗原的应答受免疫应答基因（主要是MHC）控制，因个体遗传基因不同，人群中对同一抗原可有高、中、低不同程度的应答。

年龄、性别、健康状态

青壮年强于幼年和老年；雌性比雄性动物抗体生成高；感染、免疫抑制剂的应用亦有影响。

第51页：宿主因素对免疫原性的影响

1. 异物性：异种或同种异体的物质，抗原来源与宿主之间种系关系越远，免疫原性越强
2. 宿主的遗传性：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
3. 免疫原的剂量及进入途径：剂量不足或过多均不引起免疫应答，重复进入引起强免疫应答；途径可为皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔

第52页：免疫佐剂

免疫佐剂（adjuvant）

先于抗原或同时与抗原混合注射机体，可增强抗原免疫原性的物质。

应用

弱免疫原性物质；免疫原剂量不足。

1. 油性乳剂——弗氏佐剂（Freund adjuvant）
2. 无机化合物
3. 微生物及其产物
4. 脂质体
5. 细胞因子

第53页：抗原决定簇与结合价

抗原决定簇（antigenic determinant，又称表位 epitope）

抗原物质中能与其相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的结构，是免疫应答的特异性基础。

抗原的结合价（antigenic valence）

能与抗体分子结合的功能性决定簇数目。

第54页：抗原决定簇的分类

1. 根据结构：构象决定簇（由空间构象形成，序列上不连续）；顺序决定簇（序列相连续的氨基酸肽片段）
2. 根据功能：隐蔽性决定簇（存在于抗原内部）；功能性决定簇（能被B细胞识别或与抗体结合）

第55页：

第56页：T细胞表位与B细胞表位

T细胞表位（T cell epitope）

与TCR结合的表位，约9～17个氨基酸残基。T细胞识别抗原有两个结合部位：T细胞表位与TCR结合、限制位（agretope）与MHC分子结合。

B细胞表位

与抗体和BCR结合的表位，约6～7个氨基酸残基或糖基。

第57页：天然抗原表位示意图

天然抗原为多价抗原，含多个抗原决定簇：B细胞表位（半抗原）位于抗原表面，T细胞表位位于载体内部。

第58页：T细胞表位的特点

• 能够与MHC结合并被TCR识别的肽段
• 与蛋白质分子构象无关
• 与肽段在蛋白质分子中的位置无关
• 主要决定于肽段的氨基酸序列
• 与宿主表达的MHC分子有关

第59页：本章重点

• 抗原是一类能诱导免疫应答，并与其产物发生特异结合的物质
• 抗原物质必须具备的特征：免疫原性、抗原性
• 抗原种类很多，蛋白质类抗原免疫原性最强，脂类、糖类较弱，核酸一般无免疫原性
• 决定抗原特异性的部位是抗原决定簇（表位）：T细胞识别T细胞表位，B细胞识别B细胞表位