醫(yī)學(xué)免疫學(xué)

1、第二講 抗原(Antigen,Ag)第三章 抗原,1. Concepts（概念）2. Immunologic properties of antigen（抗原的免疫特性）3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性）4. Specificity and cross reaction of antigen（交叉反應(yīng)）5. Classification of antigen（抗

2、原的分類）6. Adjuvant （佐劑）7. Superantigen（超抗原）8. Mitogen（有絲分裂原）,Outline,抗原(antigens, Ag)：是指能被機體免疫細(xì)胞識別，刺激和誘導(dǎo)機體的免疫系統(tǒng) 產(chǎn)生抗體或效應(yīng)T淋巴細(xì)胞等免疫效應(yīng)性物質(zhì)，并能與相應(yīng)免疫效應(yīng)性物質(zhì)在體內(nèi)外發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)。,Concept,Microorganisms (bacteria, virus, fungi), pa

3、rasite, wormsSubstances(proteins, sugar, lipid and nucleic acid ),bacteria,virus,worm,fungi,1. Concepts2. Immunologic properties 3. Factors influencing of immunogenicity4. Classification of antigen5. Adjuv

4、ant6. Superantigen7. Mitogen,Outline,免疫原性(immunogenicity) 抗原能刺激機體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應(yīng)答，誘導(dǎo)抗體或效應(yīng)性T細(xì)胞產(chǎn)生的能力?？乖?免疫反應(yīng)性(反應(yīng)原性)（antigenicity/immunoreactivity)即抗原可在體內(nèi)外與相應(yīng)的免疫應(yīng)答產(chǎn)物（抗體或效應(yīng)性T細(xì)胞）發(fā)生特異性結(jié)合的性能，也叫免疫反應(yīng)性。,Immunologic prop

5、erties of Ags,,,Immunogenicity免疫原性,,,,Antigenicity/Immunoreactivity抗原性/反應(yīng)原性（免疫反應(yīng)性）,刺激免疫系統(tǒng),Definitions,Complete Antigen HaptenCarrierImmunogenTolerogenAllergen,完全抗原（complete antigen）：所有具有免疫原性和反應(yīng)原性的物質(zhì)。半抗原（hapten）：

6、只有反應(yīng)原性而無免疫原性的物質(zhì)?？乖碳な且饳C體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答的先決條件。載體(carrier) ：與半抗原結(jié)合而賦予其免疫原性的物質(zhì)。,Hapten & Carrier (半抗原與載體),Dinitrobenzene：二硝基苯,,免疫原（immunogen）：能刺激機體產(chǎn)生免疫應(yīng)答的抗原。耐受原（tolerogen）：在某種情況下，抗原也可誘導(dǎo)相應(yīng)的淋巴細(xì)胞克隆對該抗原表現(xiàn)為特異性無應(yīng)答狀態(tài)，稱為免疫耐受，相應(yīng)的

7、抗原稱為耐受原。（詳見免疫耐受）變應(yīng)原（allergen）：有些抗原還可引起機體發(fā)生病理性免疫應(yīng)答-Ⅰ型超敏反應(yīng)（變態(tài)反應(yīng)），相應(yīng)的抗原稱為變應(yīng)原。（詳見超敏反應(yīng)）,1. Concepts2. Immunologic properties of antigen3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性）4. Specificity and cross reaction of an

8、tigen（交叉反應(yīng)）5. Classification of antigen6. Superantigen（超抗原）7. Mitogen（有絲分裂原）,Outline,Factors Influencing immunogenicity（影響抗原免疫原性的因素）,Properties of Antigens； Effect of Host； Mode of Contact,（1）Foreignness (

9、胚胎期未與淋巴細(xì)胞接觸過的物質(zhì)) The degree of its immunogenicity depends on the degree of its foreignness. General rule: the greater the phylogenetic distance between two species is, the greater the immunogenicity is. (2）C

10、hemical composition Most proteins are good antigens. Macromolecular nucleotides, complex polyaccharides, lipids can be good antigens.,Properties of Antigens,(3) Chemical structure and molecular weight General

11、 rule: the more the molecular weight is, the more the immunogenicity is. Molecular weight surpass ten thousands Da, can be good antigen. But there is some exceptions.(4) Complexity of structure General rule: the m

12、ore the Complexity of structureis, the more the immunogenicity is. (5) Molecular conformation and Accessibility (6) Physical Form Particulate > SolubleDenatured > Native,,分子構(gòu)象(Molecular conformation )：抗原分子中一些特

13、殊化學(xué)基團（抗原決定基）的三維結(jié)構(gòu)，可以決定該抗原分子是否能與相應(yīng)B淋巴細(xì)胞表面的抗原受體（BCR）相互接吻合，從而啟動免疫應(yīng)答。易接近性(Accessibility)：抗原分子的特殊化學(xué)基團（抗原決定基）與B細(xì)胞表面相應(yīng)的抗原受體（BCR）相互接觸的難易程度。易接近性越好，BCR就能更好的識別相應(yīng)的抗原決定基。,免疫原性,抗原決定基的分子構(gòu)象與易接近性決定抗原免疫原性的強弱,,Effect of Host,Genetics（MHC

14、）；Age, sex and healthy condition,Antigen dosage and route :Optimal dosage and route of injection that will induce a very strong immune response in a given animal. Too high or too low dosage of antigen will induce tol

15、erance specific to this antigen(高帶耐受與低帶耐受).Sequence (from the best to the worst): intradermal, subcutaneous, intramuscular, intraperitoneal ，Intravenous and oral administration.,Mode of Contact,1. Concepts2. Immunolog

16、ic properties of antigen3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性）4. Specificity and cross reaction of antigen（交叉反應(yīng)）5. Classification of antigen6. Superantigen（超抗原）7. Mitogen（有絲分裂原）,Outline,Specificity,特異性（speci

17、ficity) 是指物質(zhì)之間的相互吻合性或針對性、專一性。抗原的特異性表現(xiàn)在兩個方面：免疫原性的特異性－是指抗原刺激機體只引起與它相應(yīng)的免疫細(xì)胞發(fā)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和致敏淋巴細(xì)胞；反應(yīng)原性的特異性－指抗原只能與相應(yīng)抗體或致敏淋巴細(xì)特異性結(jié)合而發(fā)生免疫反應(yīng)。,特異性是免疫應(yīng)答最重要的特點，也是免疫學(xué)診斷與防治的理論依據(jù)。決定抗原特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)是抗原分子中的抗原決定基。,抗原特異性的兩個方面,抗原誘導(dǎo)機體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答

18、（免疫原性的特異性）及與應(yīng)答產(chǎn)物發(fā)生特異性反應(yīng)（反應(yīng)原性的特異性）。,,抗原決定基-決定抗原特異性的分子基礎(chǔ),抗原決定基（antigenic determinant) 指抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團，是被免疫細(xì)胞識別的最小靶結(jié)構(gòu)，也是免疫反應(yīng)具有特異性的分子基礎(chǔ)，也稱為表位(epitope) 。,,一個多肽決定基含5～17個氨基酸殘基；一個多糖決定基含5～7個單糖；一個核酸決定基含6～8個核苷酸。,抗原決定基的位置、數(shù)目和

19、空間結(jié)構(gòu)決定抗原特異性。,抗原決定基的空間結(jié)構(gòu)決定抗原的特異性,抗原決定基的分類構(gòu)象決定基和線性決定基T細(xì)胞決定基和B細(xì)胞決定基功能性和隱蔽性決定基（B細(xì)胞決定基）半抗原決定基與載體決定基（自學(xué)）,,構(gòu)象表位和線性表位-根據(jù)表位的結(jié)構(gòu)分類,T細(xì)胞決定基（T細(xì)胞表位）：T細(xì)胞決定基主要位于抗原分子內(nèi)部，必須由APC將抗原加工處理為小分子多肽并與MHC分子結(jié)合，形成抗原肽-MHC復(fù)合物，然后才能被TCR所識別。B細(xì)胞決

20、定基（B細(xì)胞表位）：BCR能與未經(jīng)APC加工的天然抗原發(fā)生反應(yīng)，其識別的靶結(jié)構(gòu)主要位于抗原分子表面的決定基。可根據(jù)決定基在抗原分子中所處部位的不同分為功能性表位和隱蔽性表位。,T細(xì)胞表位與B細(xì)胞表位-根據(jù)表位是被TCR還是BCR識別分類,B細(xì)胞表位---功能性和隱蔽性決定基,功能性決定基：位于抗原分子表面的易與BCR或抗體結(jié)合的B細(xì)胞決定基，稱為功能性決定基。其中起關(guān)鍵作用的個別化學(xué)基團稱為免疫優(yōu)勢基團。隱蔽性決定基：位于抗原分

21、子內(nèi)部的，不能與BCR或抗體結(jié)合的B細(xì)胞決定基稱為隱蔽性決定基。,在某些理化因素作用下，隱蔽性決定基可暴露于分子表面而成為功能性決定基，從而誘導(dǎo)免疫應(yīng)答，其在自身抗原和自身免疫性疾病中較為常見。（詳見自身免疫）,抗原-抗體反應(yīng)的特異性,抗原抗體反應(yīng)具有高度特異性特異性是由抗原決定基所決定，而非由整個抗原分子決定抗原決定基的位置，空間結(jié)構(gòu)很重要,交叉反應(yīng),交叉反應(yīng)(cross reaction) ：抗原（或抗體）除與其相應(yīng)抗體（或

22、抗原）發(fā)生特異性反應(yīng)外，有時還可與其他抗體（或抗原）發(fā)生反應(yīng)，稱為交叉反應(yīng)。共同抗原（common antigen)或交叉抗原：若兩種不同的抗原具有相同或相似的抗原決定基，則稱為共同抗原或交叉抗原（cross antigen）。,共同抗原（common antigen）,Epitopes = 5,Epitopes = 4,,抗A,抗B,,,A,,,,,,,,B,,,,,,,,,Cross reaction,Sameepitope,

23、,,,1. Concepts2. Immunologic properties of antigen3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性）4. Specificity and cross reaction of antigen（交叉反應(yīng)）5. Classification of antigen6. Superantigen（超抗原）7. Mitogen（有絲分裂原）,Ou

24、tline,(1) Xenogeneic antigen （異種抗原）(2) Allogeneic antigen （同種異型抗原）(3) Autoantigen （自身抗原）(4) Heterophilic antigen （異嗜性抗原）(5) Idiotypic antigen（獨特型抗原）,Classification of antigen,1. According to the relations with host,(

25、1) Xenogeneic antigen（異種抗原） Xenogenic antigen is come from the different species(2) Allogeneic antigen（同種異型抗原） Antigen exist in the same species but in different individuals (ABO, MHC). (3) Autoant

26、igen （自身抗原） In normal circumstances ---tolerance In abnormal cases, releasing of isolated antigens or changes the self tissue’s structure and composition--- immune response, damage to self,

27、(4) Heterophilic antigen（異嗜性抗原） Antigens exist in the different species(5) Idiotypic antigen（獨特型抗原） TCR、BCR或Ig的V區(qū)所具有的獨特的氨基酸序列和空間構(gòu)象，可誘導(dǎo)自身產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。這些獨特的氨基酸序列所組成的抗原表位稱為獨特型抗原（idiotypic antigen），簡稱獨特型（idiotype, Id

28、）。Id所誘生的抗體稱為抗獨特型抗體（anti-idiotype antibody, AId）。AId的V區(qū)也具有獨特型，又可誘導(dǎo)機體產(chǎn)生相應(yīng)的抗獨特型抗體。因此，體內(nèi)形成獨特型-抗獨特型網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。 （詳見免疫調(diào)節(jié)）,2.根據(jù)抗原誘導(dǎo)體液免疫應(yīng)答是否需要Th細(xì)胞輔助分類 * 胸腺依賴性抗原（thymus dependent antigen, TD-Ag）：活化B細(xì)胞必須Th細(xì)胞的輔助 由B細(xì)

29、胞表位和T細(xì)胞表位組成，絕大多數(shù)蛋白質(zhì)抗原屬此類。 *胸腺非依賴性抗原（thymus independent antigen, TI-Ag）：活化B細(xì)胞無需Th細(xì)胞輔助。 只含有B細(xì)胞表位，不含有T細(xì)胞表位，可分為TI-1Ag和TI-2Ag兩類。TI-1Ag同時帶有B細(xì)胞表位和絲裂原成分； TI-2Ag由相同的、呈線性排列、重復(fù)的B細(xì)胞表位組成。,TD抗原與TI抗原引起體液免疫的機制不同,,TD與TI抗原的比較,

30、,3. According to produced in APC or not Exogenous antigen（外源性抗原）: 來自于APC外的抗原 Extracellular pathogens and proteins. e.g. some parasite, Leishmania bacteria. Endogenous antigen（內(nèi)源性抗原） : 來自于APC內(nèi)的抗原 Introc

31、ellular antigens e.g. peptides derived from virus/tumor protein.,第七講 APC與抗原提呈第九講 T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫,1. Concepts2. Immunologic properties of antigen3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性）4. Specificity and cross reac

32、tion of antigen（交叉反應(yīng)）5. Classification of antigen6. Adjuvant7. Superantigen（超抗原）8. Mitogen（有絲分裂原）,Outline,佐 劑,某些物質(zhì)預(yù)先或與抗原同時注入體內(nèi)，可增強機體對該抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答的類型，此類物質(zhì)被稱為佐劑（adjuvant）。佐劑的作用 增強抗原的免疫原性；增強機體對抗原刺激的反應(yīng)性；改變抗體類

33、型；引起或增強遲發(fā)性超敏反應(yīng)。,佐劑的類型1. 油性佐劑：石蠟、花生油 Complete Fruend’s adjuvant (CEA) 弗氏完全佐劑 Incomplete fruend’s adjuvant (IEA) 弗氏不完全佐劑2. 礦物鹽佐劑：氫氧化鋁[AL(OH)3];3. 合成佐劑：雙鏈多聚核苷酸　多聚肌苷酸、多聚腺

34、苷酸、脂質(zhì)體等。,佐劑作用的機制改變抗原物理性狀，增加抗原在體內(nèi)的潴留時間通過刺激單核-巨噬細(xì)胞，增加對抗原的處理和提呈刺激淋巴細(xì)胞的增殖分化，增強和擴大免疫應(yīng)答的能力,1. Concepts2. Immunologic properties of antigen3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性）4. Specificity and cross reaction

35、of antigen（交叉反應(yīng)）5. Classification of antigen6. Adjuvant7. Superantigen（超抗原）8. Mitogen（有絲分裂原）,Outline,超抗原(superantigen, SAg),單克隆T細(xì)胞應(yīng)答1:104 - 1:105,超抗原,* 一類由細(xì)菌外毒素和逆轉(zhuǎn)錄病毒蛋白構(gòu)成的抗原，能與多數(shù)T細(xì)胞結(jié)合并為T細(xì)胞活化提供信號，極微量蛋白可活化多克隆T細(xì)胞，產(chǎn)生很強的

36、刺激效果，故稱為超抗原。,* 無須抗原加工與遞呈 * 形成TCR Vβ-超抗原-MHCⅡ類分子復(fù)合物 *無MHC限制性,SAg與T細(xì)胞結(jié)合的特點,CDR: complementary determining region, 互補決定區(qū),超抗原激活T細(xì)胞的特點,強大的刺激能力無須抗原處理超抗原的免疫識別位點分為兩類：MHC結(jié)合位和TCRVβ區(qū)結(jié)合的T細(xì)胞表位與T細(xì)胞相互作用無MHC限制性超抗原不僅可激活T細(xì)胞，而且可能誘導(dǎo)

37、T細(xì)胞的耐受,超抗原的種類,內(nèi)源性：熱休克蛋白，人類免疫缺陷病毒gp120等。外源性：金黃色葡萄球菌腸毒素A-C；金黃色葡萄球菌A等,,T細(xì)胞超抗原 腸毒素A能活化CD4＋和CD8＋T細(xì)胞； 熱休克蛋白能激活TCRgdT細(xì)胞B細(xì)胞超抗原 金黃色葡萄球菌A蛋白和HIV的gp120,超抗原的生物學(xué)意義,參與某些病理過程 SAg刺激大量T細(xì)胞激活，　產(chǎn)生多種細(xì)胞因子引起某些疾病。SAg與自身免疫應(yīng)

38、答 SAg的強大刺激可能激活體內(nèi)自身反應(yīng)性T細(xì)胞，從而誘發(fā)自身免疫性疾病。SAg與免疫抑制 T細(xì)胞被SAg過度激活而被耗竭。與抗腫瘤效應(yīng) 腫瘤特異性CTL被SAg大量激活而對腫瘤發(fā)揮殺傷作用。,1. Concepts2. Immunologic properties of antigen3. Factors influencing of immunogenicity（免疫原性）4. Specificity and c

39、ross reaction of antigen（交叉反應(yīng)）5. Classification of antigen6. Superantigen（超抗原）7. Mitogen（有絲分裂原）,Outline,絲裂原（mitogen）,可致細(xì)胞發(fā)生有絲分裂，進(jìn)而增殖的抗原，亦稱有絲分裂原 。,,,Mitogen,Antigen Epitope Antigenic Determinant Tol

40、erogenImmunogen AllergenHapten Complete antigen Carrier Foreignness Immunogenicity Antigenicity Superantigen,sAg Mitogen