食品免疫學抗原

1、第三章 抗原,概念： 抗原（Antigen，Ag）是一類能刺激機體免疫系統(tǒng)，使之產(chǎn)生特異性免疫應答，并能與相應的抗原和/或效應細胞在體內(nèi)發(fā)生特異反應的物質(zhì)。一句話：抗原就是異物?。?抗原的兩個基本特性,免疫原性（immuogenicity） 指抗原刺激機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞的能力免疫反應性（immunoreactivity）或抗原性 指抗原能與相應免疫應答產(chǎn)物（抗體或致敏淋巴細胞）發(fā)生特異性結合的特性,

2、,,,,,,完全抗原,半抗原,,,,,完全抗原與半抗原,,載體,,,,,同時具有上述兩種特性的物質(zhì)稱為完全抗原，如大多數(shù)的蛋白質(zhì)和各類病原微生物僅具備免疫反應性（抗原性）的物質(zhì)稱為半抗原（hapten），如各種化學藥物等小分子化合物。半抗原若與蛋白質(zhì)載體交聯(lián)或結合也可稱為完全抗原,完全抗原和半抗原,完全抗原（complete antigen）：大多數(shù)的蛋白質(zhì)抗原半抗原（incomplete antigen）：能與特異性抗體起反應

3、，但本身不誘發(fā)抗體的形成的物質(zhì)。食品中的非蛋白質(zhì)活性物質(zhì)、功能因子、絕大多數(shù)寡糖、所有的脂類及一些農(nóng)藥均屬半抗原。,二、抗原的理化與分類,1、分子量大小 抗原分子量一般為≥10KD,且分子量越大，免疫原性越強2、化學組成 芳香族氨基酸，明膠3、抗原表位的易接近性 抗原決定基是否易被淋巴細胞抗原受體所接近4、物理形狀 顆?？乖瓘娪诳扇苄钥乖?1、異物

4、性（foreignness）,異種物質(zhì)同種異體物質(zhì)：ABO血型抗原，MHC自身變異成分或隱蔽成分暴露：“凡胚胎時期未與免疫活性細胞接觸過的自身成分也具有免疫原性”,1、異物性 “在胚胎期未與淋巴細胞充分接觸過的物質(zhì)”，即凡與宿主自身成分不同或從未與特異性淋巴細胞接觸過的物質(zhì) 異物性的程度取決于 其與機體的親緣關系 1967年，國內(nèi)流行的“雞血針” 2000年左右流行的“羊胎素注射美容”,

5、,打雞血！,,,2、分子大?。悍肿淤|(zhì)量越大，免疫原性越強3、化學結構與組成4、分子構象與易接近性5、物理狀態(tài)6、抗原的完整性,（二） 抗原的分類,1、依據(jù)抗原誘生抗體對T細胞的依賴性胸腺依賴性抗原（TD Ag） 此類抗原含T細胞表位和B細胞表位，刺激機體產(chǎn)生抗體依賴于T細胞的輔助 絕大多數(shù)蛋白質(zhì)抗原屬于TD抗原，如病原微生物、血細胞、血清蛋白等非胸腺依賴性抗原（TI Ag） 此類抗原刺激機體產(chǎn)生抗體無需T

6、細胞輔助，TI抗原可分為兩類： ①TI-1抗原，具有多克隆B細胞激活作用，細菌脂多糖即為典型 ②TI-2抗原表面為多個重復表位，如肺炎鏈球菌莢膜多糖、聚合鞭毛素等，只能刺激成熟B細胞,2、根據(jù)抗原來源分類,天然抗原人工抗原合成抗原,（1）天然抗原,細胞、細菌和病毒蛋白質(zhì)多糖類抗原脂類抗原（多為半抗原）核酸抗原（多為半抗原）,天然抗原根據(jù)與宿主的親緣關系遠近可分為：,異種抗原 來自不同種屬的抗原，打雞血、羊

7、胎素同種異性抗原 同一種屬不同個體間所具有的特異性抗原，如人類血型自身抗原 嗜異性抗原 又稱Forssman抗原，指一類與種屬無關，存在于人、動物及微生物之間的共同抗原,羊胎素：一個國家的神話,2015年3月末，瑞士聯(lián)邦衛(wèi)生部和藥物監(jiān)管局發(fā)布聯(lián)合公報說，瑞士醫(yī)院及私人診所長期推出的活細胞療法（羊胎素）受到中國、俄羅斯和中東旅客青睞，但此類療法使用的產(chǎn)品未經(jīng)許可并構成嚴重的健康風險?！　∪鹗酷t(yī)藥監(jiān)管機構強調(diào)，截

8、至目前從未批準任何使用活細胞療法的產(chǎn)品許可或其他相關許可，相反這些監(jiān)管部門警告：“活細胞療法引發(fā)的健康風險包括過敏癥、人體注射處形成膿腫甚至導致敗血癥、動物病原體感染以及引發(fā)風濕等自身免疫疾病?！薄　∪鹗克幬锉O(jiān)管局新聞發(fā)言人彼得·巴爾茲利表示，特定情況下，接受活細胞療法后甚至出現(xiàn)死亡病例。截至目前，至少有兩起因此導致的死亡事件在德國登記在冊。,斯琴高娃代言的羊胎素療法診所,,人工抗原借助基因重組和化學合成而獲得的抗原

9、 基因重組疫苗、合成肽疫苗合成抗原：主要是人工合成的具有支鏈或直鏈氨基酸多聚體超抗原,（四）其他分類方法,根據(jù)抗原的兩個基本特性可分為完全抗原和半抗原根據(jù)TD抗原是否由抗原提呈細胞所攝取分為外源性抗原和內(nèi)源性抗原根據(jù)抗原誘導免疫應答的性質(zhì)可分為移植抗原、腫瘤抗原、微生物抗原、引起超敏反應的變應原或過敏原、誘導免疫耐受的耐受原等根據(jù)抗原的理化性質(zhì)可分為顆粒性抗原、可溶性抗原、蛋白抗原、多糖抗原及多肽抗原等,第二節(jié) 抗原的免疫

10、特性,抗原的特異性是指抗原誘導機體產(chǎn)生應答及與應答產(chǎn)物發(fā)生反應均具有專一性。特定抗原只能刺激機體產(chǎn)生特異性抗原活致敏淋巴細胞，且僅能與該特異性抗體或淋巴細胞結合 特異性是免疫應答最基本的特點，也是免疫學防治的理論基礎！,一，決定抗原特異性的分子結構基礎,抗原決定基概念 抗原分子中決定抗原特異性的基本結構或化學基團稱之，是TCR/BCR及抗體特異性結合的基本單位，也稱為表位（epitope） 通

11、常由5－15個氨基酸殘基、5－7多糖殘基或氨基酸組成。 表位的數(shù)量稱為抗原的價，大多數(shù)的抗原均為多價 抗原決定基的性質(zhì)、位置、空間構象以及旋光異構等因素均可影響抗原特異性,2、抗原決定簇的類型,構象決定簇（構象表位）順序決定簇（線性表位） T細胞僅識別由抗原提呈細胞加工提呈的線性表位，而B細胞可識別線性或構象型表位。B細胞表位多位于抗原表面，可直接刺激B細胞；T細胞表位可存在于抗原物質(zhì)

12、的任何部位，其被T細胞識別的前體是須經(jīng)抗原提呈細胞加工于提呈,典型B細胞表位,,降解,,,B/T,B,激活,T細胞表位與B細胞表位特征比較,（三）抗原的結合價（antigenic valence）,抗原的結合價知抗原分子表面能與抗體分子結合的抗原決定簇的總數(shù)大多數(shù)天然分子是多價抗原半抗原只能和抗體結合部位結合，是單價抗原，如肺炎鏈球菌莢膜多糖。某些空間效應的干擾也會使得蛋白質(zhì)大分子的多個抗原決定簇無法與抗體結合。,三、抗原的類屬性

13、（交叉性）,某種特定抗原不僅可與其誘導產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞結合或相互作用，還可與其他抗原誘生的抗體或致敏淋巴細胞發(fā)生反應。稱之交叉抗原交叉抗原與其他抗原所誘生抗體、免疫細胞結合或相互作用被稱為交叉反應,二、半抗原的免疫特征,半抗原（hapten）的特點：必須與載體偶聯(lián)才能表現(xiàn)免疫原性，相當于一個抗原決定簇。載體效應（carrier effect）：,交叉抗原,第三節(jié) 感染性抗原,細菌1、菌體抗原2、鞭毛抗原和菌毛抗原3、表面

14、抗原4、細菌毒素5、細菌保護性抗原,細菌細胞的基本結構（平面模式圖）,細菌的基本結構: 細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核質(zhì) 細菌的特殊結構:莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞,1、菌體抗原（somatic antigen）,革蘭陽性菌磷壁酸(teichoic acid) 壁磷壁酸 膜磷壁酸特殊蛋白： A蛋白、M蛋白,革蘭氏陰性菌的細胞壁結構較復雜,分內(nèi)壁層和外壁層。,1、菌體抗原（somatic antigen）,,,普通

15、菌毛：細菌的粘附結構 ，與宿主細胞表面特異性受體結合，與致病性密切相關,性菌毛：接合，毒力、耐藥性等性狀的遺傳物質(zhì)傳遞。,2、鞭毛抗原（H抗原）和菌毛抗原,單生鞭毛,傷寒桿菌周生鞭毛,叢生鞭毛,3、表面抗原,莢膜抗原：肺炎球菌、炭疽桿菌表層的莢膜Vi抗原：傷寒沙門菌的表面抗原，化學成分為糖脂K抗原：大腸桿菌細胞壁外層，多糖,4、細菌毒素：內(nèi)毒素與外毒素的比較,ETEC不耐熱腸毒素霍亂腸毒素破傷風痙攣毒素肉毒毒素,A：活性亞單

16、位B：結合亞單位 可提純制疫苗,外毒素,分子結構：A-B模式,外毒素種類,神經(jīng)毒素 破傷風痙攣毒素、肉毒毒素細胞毒素 白喉毒素、葡萄球菌表皮剝脫毒素、葡萄球菌毒性休克綜合征毒素、A群鏈球菌致熱外毒素腸毒素 霍亂腸毒素、ETEC腸毒素、產(chǎn)氣莢膜梭菌腸毒素、葡萄球菌腸毒素,內(nèi)毒素 內(nèi)毒素特指革蘭氏陰性菌外膜中的脂多糖 (LPS)成分，細菌在死亡后破裂或用人工方法裂解菌體后才釋

17、放。革蘭氏陽性菌細胞壁中的脂磷壁酸 (LTA)具有LPS的絕大多數(shù)活性，但無致熱功能。螺旋體、衣原體、立克次體亦含有LPS。,內(nèi)毒素毒性作用,發(fā)熱反應 白細胞反應 內(nèi)毒素血癥與內(nèi)毒素休克 彌散性血管內(nèi)凝血,二、病毒,病毒是一類以核酸（DNA或RNA）為核心，具有蛋白質(zhì)外殼，只能在細胞內(nèi)增值的非細胞結構的生命單位。按其感染宿主可分為動物病毒、植物病毒與細菌病毒（噬菌體）,乙肝病毒,流感病毒,,,,,,,,,,,,,,,葡萄球菌

18、(1000nm）,,,,,,,,,牛痘病毒300×250nm,A,B,C,D,E,F,G,立克次體450nm,,,衣原體390nm,A、大腸桿菌噬菌體 ( 65 ×95nm ),B、腺病毒 (70nm ),C、脊髓灰質(zhì)炎病毒 (30nm ),D、乙腦病毒 ( 40nm ),E、蛋白分子 (10nm ),F、流感病毒 ( 100

19、nm ),G、煙草花葉病毒,Structure and Classification Helix Polyhedral Spherical Bacteriophage,煙草花葉病毒,腺病毒,流感病毒,T4噬菌體,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1

20、、病毒體結構模式,,,,殼粒,,,衣殼,,,核心（核樣物）,,,,,核衣殼,,包膜,,包膜病毒,,,,,包膜子粒,2、病毒的抗原性,病毒既能致病，又具有抗原性，誘導機體產(chǎn)生免疫應答。病毒的抗原性主要指病毒自身蛋白的抗原性?？煞譃榕c病毒自身抗原和與感染細胞后產(chǎn)生的抗原兩大類。病毒自身抗原感染細胞后產(chǎn)生的抗原,流感病毒的表面結構,血凝素(HA)柱狀，為三聚體，它基本上以相同的間距覆蓋了病毒的全部表面HA1（病毒吸附）HA2（核

21、衣殼釋放）保護性抗原，血凝抑制抗體(保護性抗體) 神經(jīng)氨酸酶（NA）四個亞單位組成的四聚體，并不平均分布在病毒表面，而是聚合成群。與病毒釋放有關。,（2）流感病毒的分型與抗原變異,分型據(jù)核糖體蛋白（RNP）和M蛋白抗原性分：甲、乙、丙三型甲型根據(jù)HA和NA抗原性不同，再區(qū)分為若干亞型（H1~H15、N1~N9）乙型、丙型至今未發(fā)現(xiàn)亞型命名：型別/宿主/分離地點/病毒株/序號/分離年代(HA與NA亞型號)

22、 （A/HongKong/1/68(H3N2)),流感病毒的復制,病毒侵入遺傳物質(zhì)的釋放病毒的復制與病毒蛋白的合成病毒的裝配出芽,第四節(jié) 超抗原和免疫佐劑,普通抗原 一般抗原只能與少數(shù)抗原特異性T細胞結合并使之活化超抗原（SAg） 一種特殊的抗原性物質(zhì)，在及其低濃度下（1-10ng/ml）可激活大量的T細胞克隆（總T細胞庫中2%-20%的T細胞）或B細胞，并產(chǎn)生極強的免疫應答。分為外源性超

23、抗原（細菌型）和內(nèi)源性超抗原（病毒型）兩種類型。 迄今已發(fā)現(xiàn)的超抗原包括金黃色葡萄球菌腸毒素A-E，表皮剝脫毒素，關節(jié)炎支原體絲裂原、小腸結腸耶氏菌膜蛋白及小鼠逆轉(zhuǎn)錄病毒的蛋白產(chǎn)物等,2、超抗原的作用特點,①無須抗原加工處理，即可刺激淋巴增殖活化，其作用無MHC限制性②SAg以完整蛋白質(zhì)分子的形式發(fā)揮作用，其一端直接與抗原提呈細胞表面MHC-Ⅱ類分子抗原結合凹槽外側(cè)結合，另一端與TCR的Vβ區(qū)結合③所誘導的T細胞應

24、答，其效應并非僅針對超抗原本身，而是通過分泌大量細胞因子參與某些病理生理過程。,3、超抗原的生物學意義,毒性作用及誘導炎癥反應 由于超抗原多為病原微生物代謝產(chǎn)物，可大量激活T細胞并誘導炎癥細胞因子產(chǎn)生，從而引起休克自身免疫病 超抗原可通過激活體內(nèi)可能存在的自身反應性T細胞而導致自身疾病免疫抑制和免疫耐受 受超抗原刺激而國都增殖的大量T細胞，可被清除或功能上出現(xiàn)超限抑制，從而導致微生物感染后的

25、免疫抑制 抗腫瘤,其他抗原,絲裂原變應原,其他抗原：絲裂原,mitogen亦稱有絲分裂原，可與淋巴細胞表面相應受體結合，使細胞發(fā)生有絲分裂并增殖。在體外試驗中，絲裂原可使靜止的淋巴細胞體積增大、胞漿增多、DNA合成增加，出現(xiàn)淋巴母細胞化即淋巴細胞轉(zhuǎn)化和有絲分裂,作用于人和小鼠T、B淋巴細胞的重要絲裂原,Ⅰ型超敏反應發(fā)生機制,（一）參與成分1、變應原 引起Ⅰ型超敏反應的變應原多為水溶性小分子物質(zhì)，分子量為10-40KD

26、。吸入型變應原在低劑量時（5-10ng/天），如花粉顆粒、塵螨及其排泄物、真菌、動物皮屑或羽毛等，食物性變應原則在高劑量（10-100g/天）才誘發(fā)反應，如牛奶、雞蛋、魚、蝦蟹等食物；化學藥物與組織蛋白結合后變?yōu)樽儜T發(fā)反應，如青霉素、鏈霉素、磺胺、水楊酸鹽、麻醉藥物、有機碘等。,Dust Mite,某些藥物或化學物質(zhì)吸入性變應原食物變應原酶類物質(zhì),變應原,二、免疫佐劑,佐劑（adjuvant）屬非特異性免疫增強劑，當其與抗原

27、同時或預先注入體內(nèi)，可增強機體對該抗原的免疫應答或改變免疫應答的類型,1、佐劑的種類,化合物 包括氫氧化鋁、明礬、礦物油、弗氏佐劑、人工合成的多聚肌苷酸：胞苷酸（polyI：C）、脂質(zhì)體以及免疫刺激復合物等生物制劑 ①經(jīng)處理或改造的細菌及其代謝產(chǎn)物，如卡介苗、短小棒狀桿菌、百日咳桿菌，以及霍亂毒素B亞單位、革蘭陰性菌細胞壁成分脂多糖（LPS)和類脂A、源于分枝桿菌的胞壁酰二肽等；②細胞因子及熱休克蛋白等,

28、2、生物制劑,包括①經(jīng)處理或改造的細菌及其代謝產(chǎn)物，如卡介苗、短小棒狀桿菌、百日咳桿菌，以及霍亂毒素B亞單位、革蘭陰性菌細胞壁成分脂多糖（LPS)和類脂A、源于分支桿菌的胞壁酰二肽等② 細胞因子及熱休克蛋白,（二）佐劑的作用機制,改變抗原的物理狀態(tài)，延緩抗原降解和排除，從而更有效地刺激免疫系統(tǒng)刺激但和/巨噬細胞系統(tǒng)，增強其處理和提呈抗原的能力刺激淋巴細胞增殖和分化,（三）佐劑的應用,增強特異性免疫應答，用于預防接種及制備動物抗血

29、清作為非特異性免疫增強劑，用于抗腫瘤與抗感染的輔助治療,三、食品中的抗原物質(zhì),蛋白質(zhì)、多糖在一定條件下座位抗原引發(fā)食品過敏生產(chǎn)過程中使用的食品原料或某些物質(zhì)殘留也會成為抗原；功能性食品的功能因子與活性物質(zhì)也可能成為抗原非蛋白質(zhì)性的活性成分，如大豆異黃酮類物質(zhì)，蜂皇漿10-羥基-α-癸烯酸作為半抗原存在。,抗原的作用,制備純化抗原是免疫產(chǎn)生特異性抗體的前提條件抗原抗體反應是免疫技術的基礎研發(fā)疫苗,本章知識點,抗原和半抗原免疫