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Immunology 免疫学教研室 白慧玲 kfbaihling369@tom.com
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抗原 antigen
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一 决定抗原的条件
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1. 异物性
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无性细胞系选择学说 L干L干 L1 L2 L3 L4 L5 Ln 伤寒杆菌 流感病毒等外来抗原 克隆
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无性细胞系选择学说 L干L干 L1 L2 L3 L4 L5 Ln 伤寒杆菌 流感病毒 自身肝脏 自身心脏 自身精子
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凡是在胚胎时期没有和自身淋巴 细胞接触过的物质均为异物
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小鼠皮肤移植实验 皮肤坏死脱落 皮肤移植 皮肤蛋白注射 皮肤移植 A 出生 C D 移植皮肤存活 B
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1. 异物性 凡是在胚胎时期没有和自身淋巴 细胞接触过的物质均为异物。
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异物性的强弱取决于其与机体 的亲缘关系:亲缘关系越远, 异物性越强,免疫原性就越强。 如临床上选择同种器官移植物 时,供者与受者亲缘关系越近, 排斥反应就越轻。
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2. 分子量 的大小 分子量 1 万就具有 了抗原性
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明胶胰岛素 明胶 Ab 胰岛素 Ab
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明胶 + 2% 酪氨酸 明胶
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3 、分子结构(化学 组成)要复杂
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4 、分子构象和易接近性
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氨基酸残基在合成多肽骨架侧链上位置 和间距与免疫原性的关系 抗原性强 抗原性弱
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决定抗原的其他条件 物理性状:化学性质相同可因其物理性状 不同而影响免疫原性。如颗粒性抗原免疫 原性强于可溶性抗原。 进入机体的途径:同一种物质进入机体免 疫原性强弱依次皮内注射 > 皮下注射 > 肌内 注射 > 腹腔注射 > 静脉注射。 机体遗传因素:动物 - 同种不同品系对同一 抗原应答强弱不同,人类 - 个体差异。
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二、抗原概念 (一)定义:能够刺激机体免疫 系统使之产生特异性免疫应答, 并能与相应免疫应答产物即抗体 和致敏淋巴细胞发生特异性结合 的物质即称抗原。
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(二)抗原的两个基本属性 * 免疫原性 ( immuno genicity) : 能 刺激机体产生 免疫应答即产 生抗体及效应 性淋巴细胞的 性质。
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* 免疫反应性( immunoreactivity): 指与抗体和效应 T 细胞发生特异性结 合的能力
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完全抗原 (complete antigen) :同 时具有免疫原性和抗原性的物质称 免疫原又称完全抗原。 半抗原( hapten) 或不完全抗原 ( incomplete antigen): 只具有与抗 体结合能力,而单独不能诱导抗体 产生的物质称半抗原。
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半抗原多为简单的小分子物质(分 子量小于 4kD ),单独作用时无免疫 原性,当与蛋白质载体( carrier) 结 合后可具有免疫原性。但半抗原却 能与相应抗体结合故具有反应原性。 大多数多糖、类脂、某些药物等均 属于半抗原。
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一般来来说,抗原物质有两个不同的 部分组成,一个是只具有特异反应性 的小分子物质,即半抗原;另一个是 与半抗原结合从而具有免疫原性的大 分子物质即载体。
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载体与半抗原
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抗原分子上的两个功能部分 载 体 半抗原
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三 抗原的特异性 所谓特异性 (specificity) 是指物质之间相互 吻合性或针对性、专一性。如针对性强,彼此 之间完全或高度吻合,特异性就高,反之就低。 抗原的特异性表现在两个方面,一个是指某一 特定抗原只能刺激机体产生针对该抗原的特异 性抗体和 / 或致敏淋巴细胞,一个是指某一特定 抗原只能与其相应的抗体和 / 或致敏淋巴细胞特 异性结合 。 特异性是免疫应答中最重要的特点,也是免 疫学诊断与防治的理论依据。根据抗原 - 抗体反 应具有特异性这一特点,可借助免疫学手段区 分那些甚至用精细的化学方法都难以区分的物 质之间细微差异。
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抗原决定基( antigenic determinant ) 存在于抗原分子表面决定抗原特异性的 特殊化学基团,称抗原决定基又称表位 ( epitope) 。它是决定抗原特异性的物质基 础。也是抗体特异性结合的基本单位。抗原 决定基的性质、数目和空间构型决定着抗原 的特异性。
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化学集团的组成、空间位置对半抗原 - 抗体反应特异性的影响
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抗原结合价 ( antigenic valence) 是指能与抗体分子结合的功能性决定基的 数目。半抗原只能和抗体分子中一个结合点 结合,为单价抗原。大多数天然抗原分子结 构复杂,分子表面带有多个相同和不同的抗 原决定基,是多价抗原,可以和多个抗体分 子结合。
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抗原决定基(表位)结构 * 构象性(表位)决定基:序列上不相连的多糖或多肽,位于 分子表面,多为 B 细胞或抗体识别的决定基。 * 线性(表位)决定基:指一段序列相连续的氨基酸片段,又 称线形决定基。 T 细胞识别
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抗原决定基(表位)结构 * 构象性(表位)决定基:序列上不相连的多糖或多肽,位于 分子表面,多为 B 细胞或抗体识别的决定基。 * 线性(表位)决定基:指一段序列相连续的氨基酸片段,又 称线形决定基。 T 细胞识别
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共同抗原和交叉反应 交叉反应:抗原(或抗体)除与相应抗体 (或抗原)发生特异性反应外,有时还可 与其他抗体(或抗原)发生反应,称交叉 反应。
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共同抗原: ( common antigen) 两种抗原之间存在相同或相似的抗原 决定基称为共同抗原。
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交叉抗原的生物意义 某些情况下,针对病原微生物的免疫应答可 导致对人体的免疫损伤; 在进行特异性诊断或鉴定时,应排除交叉抗 原可能产生的干扰; 应用交叉抗原可能诱导针对难以制备的抗原 的免疫应答,例如近年来报道,斑疹伤寒可诱 导机体产生出针对人类免疫缺陷病毒( HIV) 的 免疫应答。
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天然抗原表面常带有多种抗原决定基,每一种抗原 决定基都能刺激机体产生一种特异性抗体。因此复 杂的抗原能使机体产生多种特异性抗体。例如:在 伤寒患者血清中可检出针对伤寒杆菌鞭毛的抗体、 表面成分的抗体及多种菌体抗体。如果两种不同抗 原具有共同抗原决定基就会发生交叉反应。交叉反 应常给免疫学诊断带来困难。
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A A B C 甲菌抗血清 a 、 b ++++++ 甲菌乙菌 ++++++ 乙菌抗血清 a 、 c
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四、抗原的分类 1 、根据抗原的性能分为完全抗原和半抗原 2 、根据产生抗体时是否需 T 细胞的辅助分 ※胸腺依赖性抗原( thymus dependent antigen,TD-Ag) ※胸腺非依赖抗原( thymus independent antigen,TI-Ag) 3 、根据抗原是否由抗原递呈细胞合成分为外 源和内源抗原 4 、根据抗原与机体的亲缘关系分
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2 、根据产生抗体时是否需 T 细胞的辅助分 ※胸腺依赖性抗原( thymus dependent antigen,TD-Ag) ※胸腺非依赖抗原( thymus independent antigen,TI-Ag)
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B TD
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B 细胞对 TI 抗原的免疫应答 应答特点:无须 Th 辅助,无记忆,无再次应答, 激活 B1 细胞, 仅产生 IgM 1 . TI-1 抗原激活 B 细胞 ( 1 )高浓度 TI-1 激活多克隆 B 细胞: * TI-Ag 丝裂原结构与相应受体结合 ( 2 )低浓度 TI-1 特异性激活 B 细胞: * TI-Ag 决定基直接与 BCR 结合 2 . TI-2 抗原直接激活成熟 B 细胞 * 其重复决定基与多个 BCR 结合 →BCR 交联
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胸腺非依赖性抗原激活 B 细胞的机制 ( A ): TI-1 抗原 ( B ): TI-2 抗原
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3 、根据抗原是 否由抗原递呈细 胞合成分为外源 和内源抗原
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4 、根据抗原与机体的亲缘关系分 异种抗原 (xenogenic Ag) 同种异型抗原 (allogenic Ag) 自身抗原( autoantigen) 异嗜性抗原( heterophilic antigen)- Forssman-Ag
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肿瘤抗原
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肿瘤抗原是细胞在癌变过程中 出现具有免疫原性的一些大分子物 质的总称。 可分为 : TSA ( tumor specific antigen ) TAA ( tumor associated antigen )
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TSA: 存在于某种肿瘤细胞表 面,而不存在于正常细胞或 其他肿瘤细胞表面的抗原。
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Ca
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五、抗原的应用 1 、疾病的诊断和辅助诊断 2 、疾病的治疗 3 、疾病的预防 4 、医学研究 - 探讨疾病的发病机制
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六、超抗原和佐剂 超抗原:一般的多肽抗原只能被少数抗原特 异性 T 细胞识别并激活相应的 T 细胞。但某 些抗原具有强大的刺激能力,只需极低浓 度( 1~10ng/ml )即可诱发最大的应答效应。 这类物质由于强大的激活能力称之为超抗 原( superantigen,SAg) 。
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superantigen
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超抗原的生物学意义 毒性作用及诱导炎症反应 自身免疫病 免疫抑制
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佐剂:某些物质如果先于抗原或与抗原一起注入 人体,可增强机体对该抗原的特异性免疫应答或 改变免疫应答的类型,此类物质称为免疫佐剂简 称佐剂( adjuvant) 分类:生物性如卡介苗、短小棒状杆菌、脂多糖 等;无机佐剂如氢氧化铝、明矾等;合成佐剂如 多链聚肌苷酸:胞苷酸,多聚腺苷酸:尿苷酸; 油剂如弗氏佐剂。 弗氏佐剂是目前在动物实验中最常用的佐剂,可 分为弗氏不完全佐剂和弗氏完全佐剂。前者是将 抗原和油剂混合,再加入乳化剂,使成油包水乳 剂,即为弗氏不完全佐剂 IFA 。在其中加入死的分 枝杆菌就成为弗氏完全佐剂 CFA 。
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佐剂增强免疫应答机制 改变抗原物理性状,增加在体内潴留时间; 通过刺激单核 - 巨噬细胞,增加抗原处理 和提呈能力; 刺激淋巴细胞的增殖分化,从而增强和扩 大免疫应答能力。
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Thank you
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