第二章 抗原

null第二章 抗原第二章 抗原Antigen？ Ag抗原的概念抗原的概念抗原是指能与相应克隆的淋巴细胞上独特的抗原受体特异性结合，诱导淋巴细胞产生免疫应答(Immunoresponse) 的物质。 抗原既具有免疫原性，又具有免疫反应性。免疫原性免疫原性免疫原性(immunogenicity)是指引起免疫应答的性能。决定免疫原性的因素决定免疫原性的因素化学性质及结构复杂性 分子大小 分子构象和易接近性 异物性 免疫途径和抗原剂量 机体方面的因素 (一)、化学性质及结构复杂性 (一)、化学性质及结构复杂性 多数抗原是蛋白质，其中含有大量芳香族氨基酸，尤其是含酪氨酸的蛋白质抗原性更强。 多糖中只有复杂多糖才具有抗原性。核酸的免疫原性很低，但若与蛋白质载体连接则能刺激抗体产生。类脂一般无抗原性。(二)、分子大小(二)、分子大小凡具有抗原性的物质，其分子量都较大，一般在10,000以上，个别超过100,000dal。低于4,000dal者一般不具有抗原性。(三)、分子构象和易接近性(三)、分子构象和易接近性抗原分子的特殊化学基团的三维结构（构象，conformation）决定此分子是否能与淋巴细胞的抗原受体吻合，而启动免疫应答。 易接近性（accessibility）：是指抗原分子的特殊化学基团与淋巴细胞表面对应抗原受体相互接触的难易程度。(四)、异物性（foreignness）(四)、异物性（foreignness）异物性是指抗原与所刺激的机体的自身物质的差异。(五)、免疫途径和抗原剂量(五)、免疫途径和抗原剂量多数抗原是非经口进入机体（皮内，皮下，肌肉，静脉，腹腔），才具有抗原性，一般情况下，颗粒性抗原（细菌，红细胞，大的多聚体）不论皮下或静脉注射可引起良好的抗体应答，而可溶性蛋白或糖类需较严格的免疫程序，包括用量较大，多次注射以及与佐剂同时使用。(六)、机体方面的因素 (六)、机体方面的因素 宿主与抗原来源的种类有关，宿主的遗传背景也明显的影响，在近交系的一些品系是具有高应答的品系。 免疫反应性（immuno reactivity）免疫反应性（immuno reactivity）免疫反应是性指能与免疫应答产物相互作用起反应的性能。 半抗原 (hapten)半抗原 (hapten)小分子本身不能引起免疫应答，但能与产生的相应抗体的结合。这种物质只有与载体蛋白(carrier protein)结合后，才能具备免疫原性。 这种只具有免疫反应性而无免疫原性的物质称为半抗原或不完全抗原(incomplete antigen) Scheme for Preparation of the Immunogen for GA-BSA Protein Hapten Conjugate Scheme for Preparation of the Immunogen for GA-BSA Protein Hapten Conjugate Protein hapten conjugate抗原决定簇 (epitope)抗原决定簇 (epitope)抗原决定簇，又称表位（epitope）是指抗原性物质表面决定该抗原特性的特殊化学基团，是免疫应答和免疫反应具有特异性的物质基础。 抗原决定簇是很小的，其大小相当于相应抗体的结合部位，它们可由5-7个氨基酸，单糖或核苷酸残基组成 某些残基在与抗体结合时，比其它残基起更大作用，因而具有免疫优势（Immunodominance）抗原结合价（Antigenic valence）抗原结合价（Antigenic valence）抗原结合价（Antigenic valence）是指能与抗体分子结合的抗原决定簇的总数。 交叉反应（Cross reaction）交叉反应（Cross reaction） 抗原除与其相应的抗体发生特异性反应外，还与其他抗体发生反应称为交叉反应，引起交叉反应的原因：相同的抗原分子 共同决定簇 决定簇相似 特异性和交叉反应特异性和交叉反应特异性(specificity)是指物质之间相互吻合的针对性，是免疫应答和免疫反应中的一个重要要素。 抗原的特异性既表现在免疫原性上，也表现在免疫反应性上。 免疫学鉴定、诊断和防治之所以能广泛应用和行之有效就是基于免疫应答和免疫反应具有特异性。 抗原抗体反应的特异性可以精细到能区分两种近似物质之间的微细差异，而这种差异常常是用其他方法所难以区别的 。抗原的分类 I抗原的分类 I根据抗原来源与机体的亲缘关系分类 异种抗原（xenoantigen） 来自另一物种的抗原性物质。 同种异型抗原（alloantigen） 来自同种而基因型不同的个体的抗原。 自身抗原（antoantigen） 能引起自身免疫应答的自身组织成分。 异嗜性抗原（heterophile antigen） 在不同种属动物，植物，微生物 细胞表面上存在的共同抗原。 抗原的分类 II抗原的分类 II根据引起免疫应答依赖T细胞的关系分类 胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen,TD） 绝大多数抗原需T细胞辅助才能刺激机体产生抗体，可引起回忆应答。 非胸腺依赖性抗原（ thymus-independent antigen, TI） 不需T细胞辅助或依赖程度较低的抗原，不引起回忆应答。 抗原的分类 III抗原的分类 III其他分类方法： 内源性抗原（endogenous antigen） 外源性抗原（exgenous antigen） 天然抗原（natural antigen） 人工抗原（artificial antigen） 合成抗原（synfhetic antigen） 完全抗原（complete antigen） 不完全抗原（incomplete antigen）医学上的重要抗原医学上的重要抗原各种微生物及其代谢产物 动物的抗血清 异嗜性抗原 同种异型抗原各种微生物及其代谢产物 各种微生物及其代谢产物 细菌、病毒都是良好的抗原，能引起机体产生相应抗体。细菌的代谢产物多数为良好的抗原，其中有些如外毒素抗原性很强。动物的抗血清 动物的抗血清 临床上常用抗毒素治疗外毒素所致疾病（白喉，破伤风）以及毒蛇咬伤。异嗜性抗原　异嗜性抗原　有些病原微生物与人体某些组织有共同抗原成分，是引起免疫病理的物质基础。同种异型抗原同种异型抗原ABO血型系统根据人类红细胞表面血型抗原A和B的有无，可分为A，B，AB和O型。 Rh血型系统 根据红细胞表面有无Rh抗原，而区分为Rh阳性和Rh阴性。Antibody A （B，O型）Antibody B （A，O型）免疫学研究中常用的抗原 免疫学研究中常用的抗原 牛血清白蛋白 （bovine serum albumin, BSA ） 卵白蛋白 （ovalbumin, OA） 牛丙种球蛋白 （bovine γ-globulin, BGG） 钥孔嘁血蓝蛋白（keyhole limpet hemocyanin, KLH） 鞭毛蛋白 （flagellin） 绵羊红细胞 （sheep red blood cell, SRBC） 抗原的制备 抗原的制备 细胞性免疫原的制备 细胞性免疫原的制备 红细胞抗原的制备 　取静脉血，加肝素的生理盐水，轻轻摇匀，离心，红细胞被压积于管底，弃去上清，用生理盐水洗3次。 白细胞抗原的制备 抗凝血的试管中加入全血，静置，自然沉降后，血液分为3层，上层为淡黄色血浆，底层为红细胞，中间有一白细胞薄层，用尖吸管吸取，移入另一试管中，加入缓冲液，洗涤，离心，制得。组织细胞抗原的制备 组织细胞抗原的制备 在无菌条件下，取组织，切成小块，用无菌缓冲液洗涤，再用25%胰蛋白酶水解，4℃过夜（37℃，30-60min）用吸管轻轻吹打，使成细胞悬液，用80目不锈钢过滤，离心，洗涤制得。细菌细胞抗原的制备细菌细胞抗原的制备在无菌条件下，接种于平板上，取单菌落置于三角瓶中，培养，灭菌后，离心，洗涤。原虫性抗原的制备原虫性抗原的制备寄生虫一般都远较细菌或病毒为大，构造与成分复杂，它的成分与分泌物一般都是较强的抗原，寄生虫有一个复杂的生活周期，不同周期中的虫体会诱发不同的免疫反应，又能诱发细胞免疫反应，有些寄生虫的表面组成和抗原成分能够不断的变化，以抵御和逃避宿主的免疫攻击。 提取孢子制备抗原 虫卵抗原的制备 可溶性抗原制备可溶性抗原制备蛋白质、糖蛋白、脂蛋白、酶类、补体、脂多糖、细菌外毒素等可溶性抗原中相当部分来源于组织细胞，成分比较复杂，通常需要将组织和细胞破碎，经一定的方法纯化才能获得所需要的抗原。 组织和细胞混合抗原成分的制备 酶处理法， 冻融法， 超声破碎法， 表面活性剂处理法 蛋白质抗原的制备 离心分离法 ，盐析法 ，分子筛效应 ，离子交换色谱 半抗原免疫原的制备 I 半抗原免疫原的制备 I 常见的半抗原种类及性质 属于半抗原的物质是低分子量的化学物质。 如多糖、多肽、甾体激素、脂肪酸、类脂质、核苷酸、药物（包括抗生素）以及其他化学物品。半抗原免疫原的制备 II半抗原免疫原的制备 II 载体的种类和常见载体的性质 载体有蛋白质类，多肽聚合物，大分子聚合物和某些颗粒。常用的蛋白有BSA,HSA,多肽有多聚赖氨酸（poly-L-lysine） 半抗原免疫原的制备 III 半抗原免疫原的制备 III 半抗原载体连接方法 带有游离氨基酸或游离羧基以及2种基团都有的半抗原，可直接与载体连接。 其他不带有游离氨基酸或羧基的半抗原须加以适当的改造，使其转变为带有游离氨基酸或羧基的衍生物，才能与载体连接。 常用的连接方法有 ⑴碳化二亚胺法， ⑵戊二醛法， ⑶氯甲酸异丁脂法，⑷琥珀酸酐法， ⑸重氮法， ⑹一氯醋酸钠法， ⑺羧甲基羟胺法， ⑻MBS法，休息休息Caricature of professor Elie MetchnikoffPaul Ehrlich’s side-chain theory of Ab production1908Immunology Immunology 免疫系统免疫系统免疫系统免疫系统是执行体液免疫和细胞免疫功能的机构； 由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成；一、中枢淋巴器官一、中枢淋巴器官中枢淋巴器官包括： 骨髓 胸腺 鸟类的法氏囊 中枢免疫系统1. 骨髓1. 骨髓骨髓中的多功能造血干细胞可分化为髓样干细胞和淋巴干细胞，淋巴干细胞分化为T淋巴细胞、B淋巴细胞，NK细胞及树突状细胞等免疫细胞。2. 胸腺2. 胸腺胸腺是由胸腺基质细胞和胸腺细胞组成的。胸腺有被膜、皮质和髓质。皮质主要有两种细胞：网状上皮细胞和前T细胞，80%~85%的T淋巴细胞分布于皮质。3. 法氏囊3. 法氏囊腔上囊即法氏囊（bursa of Fabricius）是鸟类特有的免疫器官，在尾椎部腹腔内泄殖腔的前上方（背侧）、且为囊状的腺体。目前认为腔上囊是B细胞分化增殖的场所。二、外周淋巴器官和组织二、外周淋巴器官和组织外周淋巴器官包括淋巴结、脾脏、扁桃体及弥散的淋巴组织； 是成熟淋巴细胞与抗原接触，执行免疫应答功能的场所。外周免疫系统1. 淋巴结1. 淋巴结人体的淋巴结形如蚕虫状，大小不一，分布于全身，约有500~600个，淋巴结的实质分为皮质和髓质。靠近被膜的皮质部分称皮质浅区，是B细胞居住地，称非胸腺依赖区，在此区B细胞聚集形成初级淋巴滤泡，称为淋巴小结。null皮质浅区与髓质之间是皮质区深层，又称副皮质区，来自胸腺的T细胞聚集于该区，又称胸腺依赖区。 吞噬有病原体的细胞进入副皮质区，分化成熟为抗原提呈细胞，使T细胞活化，被巨噬细胞所吞噬及降解的抗原成分，也可使B、T细胞活化。 2. 脾脏2. 脾脏脾脏是体内最大的外周淋巴器官，其中T细胞占35%，B细胞占55%，巨噬细胞占10%，同时脾又是血液的过滤器，在胚胎期还有造血功能。脾脏按解剖结构可分为 皮质（白髓）和髓质（红髓）两部分脾脏按解剖结构可分为 皮质（白髓）和髓质（红髓）两部分白髓是由密集的淋巴细胞组成，其中央小动脉分支形成边缘窦，在中央小动脉周围有致密淋巴细胞形成的淋巴鞘，为T细胞区。 淋巴鞘外缘有B淋巴细胞和少量巨噬细胞为主要成分的淋巴滤泡，为B细胞区。 3. 粘膜相关淋巴组织3. 粘膜相关淋巴组织人体各种腔道粘膜上皮细胞下存在无包膜的淋巴组织和散在的淋巴细胞，称为粘膜相关淋巴组织。 这些组织内存有B细胞、T细胞、巨噬细胞，可参与淋巴细胞再循环，受抗原刺激而分化增殖，并引起其他粘膜淋巴组织发生同样抗原反应和相似分布的致敏淋巴细胞。 这种免疫共享机制称为共同粘膜的免疫机制。粘膜相关淋巴组织粘膜相关淋巴组织二、淋巴细胞再循环二、淋巴细胞再循环淋巴细胞在血液、淋巴液和淋巴器官之间的反复循环称为淋巴细胞再循环。 淋巴干循环淋巴干循环在淋巴结中最重要的途径是淋巴细胞随血液进入深皮质区后，穿过毛细血管后微静脉壁内皮细胞，进入淋巴实质内的淋巴干循环，随后再移向髓窦，到达输出淋巴管。 免疫系统免疫系统免疫器官 免疫细胞 免疫分子淋巴循环 血液循环下一堂课的内容为“抗体”下一堂课的内容为“抗体”