抗原与抗原提呈

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1、抗 原 与 抗 原 提 呈 第 一 节 抗 原 概 述v抗 原 （ antigen， Ag） 是 一 类 能 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（ 抗 体 和 致 敏 淋 巴 细 胞 ） 在 体 内 外 发 生 特 异 性 结 合 的物 质 。v 抗 原 的 前 一 种 性 能 称 为免疫原性即 抗 原 能 刺 激 特 异 性免 疫 细 胞 ， 使 之 活 化 、 增 生 、 分 化 ， 最 终 产 生 免 疫 效应 物 质 的 特 性 ； 后 一 种 性 能 称 为抗原性(又称：免疫反应性）， 即 抗 原

2、可 在 体 内 外 与 相 应 的 免 疫 效 应 物 质 发生 特 异 性 结 合 的 特 性 。 免疫原性（immunogenicity)v 抗 原 分 子 机 体 免 疫 细 胞 （ T细 胞 、 B细 胞 ） 活 化 、增 殖 、 分 化 （ 免 疫 应 答 ） 产 生 ： 效 应 T细 胞 、 抗 体 抗原性(antigenicity)v 抗 原 分 子 +免 疫 应 答 产 物 （ 效 应 T细 胞 、 抗 体 ） 特 异性 结 合 反 应 v 凡 具 有 免 疫 原 性 和 抗 原 性 的 物 质 称 为 完 全 抗原 (complete antigen)； 只 有 抗 原 性

3、而 无 免 疫原 性 的 物 质 称 为 半 抗 原 （ hapten）v 在 某 种 情 况 下 ， 抗 原 也 可 诱 导 相 应 的 淋 巴 细 胞克 隆 对 该 抗 原 表 现 为 特 异 性 无 应 答 状 态 ， 称 为免 疫 耐 受 (immune tolerance)。v 有 些 抗 原 还 可 引 起 机 体 发 生 病 理 性 免 疫 应 答 ,如 ，超 敏 反 应 。 一 、 抗 原 的 性 质v抗 原 物 质 是 否 具 有 免 疫 原 性 ， 一 方 面 取决 于 抗 原 本 身 的 性 质 ， 另 一 方 面 取 决 于机 体 对 抗 原 刺 激 的 反 应 性 。

4、 （ 一 ） 异 物 性 1、 异 物 性 (foreignness)指 抗 原 与 被 刺 激 机 体 自 身 物 质间 的 差 异 。 1） 异 种 物 质 （ 各 种 病 原 微 生 物 、 动 物 血 清 ） 2） 同 种 异 体 物 质 （ ABO血 型 抗 原 、 HLA） 3） 自 身 抗 原 （ 自 身 物 质 改 变 、 隐 蔽 物 质 释 放 ） 2、 一 定 的 理 化 性 状 1） 大 分 子 胶 体 分 子 量 1万 4000 无 免 疫 原 性 2） 一 定 的 化 学 组 成 和 结 构 ， 包 括 分 子 构 象 与 易 接 近 性 、 物 理 性 状 二 、

5、抗 原 特 异 性v特 异 性 (specificity) 是 指 物 质 之 间 的 相 互 吻 合 性或 针 对 性 、 专 一 性 。v抗 原 的 特 异 性 表 现 在 两 个 方 面 ， 即 免 疫 原 性 的特 异 性 和 抗 原 性 的 特 异 性 。v特 异 性 是 免 疫 应 答 最 重 要 的 特 点 ， 也 是 免 疫 学诊 断 与 防 治 的 理 论 依 据 。 决 定 抗 原 特 异 性 的 物质 基 础 是 抗 原 分 子 中 的 抗 原 决 定 簇 。 （ 一 ） 抗 原 决 定 簇 (antigenic determinant)1、 概 念 抗 原 决 定 簇

6、指 抗 原 分 子 中 决 定 抗 原特 异 性 的 特 殊 化 学 基 团 ,又 称 表 位 （ epitope)。是 被 免 疫 细 胞 识 别 的 靶 结 构 ， 也 是 免 疫 反 应 具有 特 异 性 的 物 质 基 础 。v 一 个 多 肽 决 定 簇 含 56个 氨 基 酸 残 基 ； 一 个 多糖 决 定 簇 含 57个 单 糖 ； 一 个 核 酸 半 抗 原 决 定簇 含 68个 核 苷 酸 。v 抗 原 分 子 表 面 能 与 抗 体 结 合 的 决 定 簇 总 数 称 为抗 原 结 合 价 2、 抗 原 决 定 簇 的 分 类v覆 盖 型 决 定 簇 和 非 覆 盖 型

7、决 定 簇 ；v功 能 性 和 隐 蔽 决 定 簇 ；vT细 胞 决 定 簇 和 B细 胞 决 定 簇 ；v载 体 决 定 簇 和 半 抗 原 决 定 簇 。 T细 胞 决 定 簇 和 B细 胞 决 定 簇 vT细 胞 决 定 簇 T细 胞 决 定 簇 一 般 位 于 抗 原 分 子内 部 ， 必 须 由 APC将 抗 原 加 工 处 理 为 小 分 子 多肽 并 与 MHC分 子 结 合 ， 然 后 才 能 被 TCR所 识 别 。又 称 线 性 决 定 簇 。vB细 胞 决 定 簇 BCR能 与 未 经 APC加 工 的 抗 原 发生 反 应 ， 其 识 别 的 靶 结 构 主 要 位 于

8、 抗 原 分 子 表面 的 决 定 簇 。 又 称 构 象 决 定 簇 （ 有 三 维 结 构 ） 。 载 体 决 定 簇 和 半 抗 原 决 定 簇 实 验 1： 二 硝 酸 苯 （ DNP） 家 兔 DNP抗 体 （ ） DNP+牛 血 清 蛋 白 （ BSA） 家 兔 DNP抗 体（ +） DNP+DNP抗 体 特 异 性 结 合 反 应结 论 ： DNP-半 抗 原 ； BSA-载 体 实 验 2： -载 体 效 应 组 别 初 次 免 疫 再 次 免 疫 DNP抗 体 1 BSA-DNP BSA-DNP + 2 BSA-DNP OA-DNP + 3 BSA-DNP+OA BSA-DN

9、P + 结 论 ： 载 体 不 是 单 纯 起 运 载 半 抗 原 的 作 用 ， 而 具有 载 体 特 异 性 ； 完 全 抗 原 必 须 具 有 载 体 决 定 簇 和 半 抗 原 决 簇 一 个 天 然 的 抗 原 物 质 可 认 为 由 蛋 白 质 载 体 和 一 种 或 多 种 抗 原 决 定 簇 组 成 一 种 抗 原 决 定 簇 刺 激 机 体 产 生 一 种 相 应 抗 体 ， 多 种 抗 原 决 定 簇 （ 复 合 抗 原 ） 刺 激 机 体 产 生 多种 相 应 抗 体 抗 原 结 合 价 ： 指 一 个 抗 原 分 子 能 与 抗 体 分 子 结合 的 抗 原 决 定 簇

10、 的 总 和 。 复 合 抗 原 是 多 价 抗 原 ，半 抗 原 是 单 价 抗 原 （ 二 ） 抗 原 -抗 体 反 应 的 特 异 性v实 验 ： 对 位 氨 基 苯 甲 酸 +BSA 家 兔 对 位 氨 基 苯甲 酸 抗 体 （ +） 对 位 氨 基 苯 甲 酸 +对 位 氨 基 苯 甲 酸 抗 体 结 合 反 应 （ +） 邻 位 （ 间 位 ） 氨 基 苯 甲 酸 +对 位 氨 基 苯 甲 酸 抗 体 结合 反 应 （ ） 对 位 氨 基 苯 磺 酸 （ 砷 酸 ） +对 位 氨 基 苯 甲 酸 抗 体 结合 反 应 （ ） 结 论 ： 抗 原 抗 体 反 应 具 有 高 度 特

11、异 性v特 异 性 是 由 抗 原 决 定 簇 所 决 定 ， 而 非 由 整 个 抗原 分 子 决 定抗 原 决 定 簇 的 空 间 位 置 很 重 要抗 原 结 构 的 旋 光 度 也 与 抗 原 特 异 性 有 关 （ 三 ） 交 叉 反 应v实 验 ：细 菌 （ 甲 ） 家 兔 抗 细 菌 （ 甲 ） 抗 体细 菌 （ 甲 ） +抗 细 菌 （ 甲 ） 抗 体 结 合 反 应 （ +）细 菌 （ 乙 ） +抗 细 菌 （ 甲 ） 抗 体 结 合 反 应 （ +）v结 论 ： 细 菌 间 可 有 相 同 的 抗 原 成 分 存 在 若 两 种 不 同 的 微 生 物 抗 原 具 有 相

12、同 或 相似 的 抗 原 决 定 簇 ， 则 称 为 共 同 抗 原 或 交叉 抗 原 。 吸 收 试 验v原 理 ： 抗 体 血 清 1、 2 （ 多 价 抗 体 ） + 抗 原 1 结 合 反 应 离 心 取 上 清 液 抗 体 血 清 2（ 单 价 抗体 ）v应 用 ： 制 备 单 价 抗 血 清 三 、 抗 原 的 种 类（ 一 ） 根 据 抗 原 来 源 与 机 体 的 亲 缘 关 系 分 类 1、 异 种 抗 原 各 种 微 生 物 及 产 物 ， 动 物 免 疫 血 清 等 。 2、 同 种 异 型 抗 原 ABO血 型 ， Rh血 型 ， HLA 3、 自 身 抗 原 4、 异

13、 嗜 性 抗 原 （ heterophile antigen) 概 念 ： 存 在 于 人 、动 物 、 植 物 及 微 生 物 等 不 同 种 系 之 间 的 共 同 抗 原 。 意 义 ： 诊 断 制 剂 ， 与 自 身 免 疫 病 的 发 病 有 关 。（ 二 ） 根 据 抗 原 激 发 机 体 免 疫 应 答 对 T细 胞 的 依 赖 性 分类 胸 腺 依 赖 性 抗 原 （ TD抗 原 ） 和 非 胸 腺 依 赖 性 抗原 （ TI抗 原 ） 四 、 诱 导 免 疫 细 胞 增 生 的 其 他 成 分（ 一 ） 免 疫 佐 剂 1、 概 念 ： 某 些 物 质 若 先 于 抗 原 或

14、 与 抗 原 一 起 注 入 机 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 类 型 ， 此 物 质 称 免 疫 佐 剂 。 2、 主 要 种 类 ： 弗 氏 佐 剂 （ 油 剂 +乳 化 剂 ） ， 氢 氧 化 铝 凝胶 ； BCG等 。 3、 佐 剂 的 作 用 ： 增 强 抗 原 的 免 疫 原 性 ； 增 强 机 体 对 抗原 刺 激 的 反 应 性 ； 改 变 抗 体 类 型 ； 引 起 或 增 强 迟 发 性超 敏 反 应 。 （ 二 ） 丝 裂 原 PHA、 ConA、 PWM、 LPS （ 三 ） 超 抗 原 (super

15、antigen , SAg) 1、 概 念 ： 某 些 微 量 的 抗 原 物 质 具 有 强 大 的 刺 激T细 胞 活 化 的 能 力 ， 称 此 物 质 为 超 抗 原 。 常 见于 某 些 细 菌 外 毒 素 、 逆 转 录 病 毒 （ HIV） 2、 超 抗 原 激 活 T细 胞 的 特 点v强 大 的 刺 激 能 力v无 须 抗 原 处 理v与 T细 胞 相 互 作 用 无 MHC限 制 性v选 择 性 结 合 TCR链 V区v超 抗 原 不 仅 可 激 活 T细 胞 ， 而 且 可 能 诱 导 T细 胞的 耐 受v超 抗 原 的 免 疫 识 别 位 点 分 为 两 类 ： MHC

16、结 合 位和 TCRV区 结 合 的 T细 胞 表 位 3、 超 抗 原 的 生 物 学 意 义v 参 与 某 些 病 理 过 程 SAg刺 激 大 量 T细 胞 激 活 ， 产 生 多种 细 胞 因 子 引 起 某 些 疾 病 。 如 金 葡 菌 外 毒 素 引 起 毒 素休 克 综 合 征 。v SAg与 自 身 免 疫 应 答 SAg的 强 大 刺 激 可 能 激 活 体 内 自身 反 应 性 T细 胞 ， 从 而 诱 发 自 身 免 疫 性 疾 病v SAg与 免 疫 抑 制 T细 胞 因 过 度 激 活 而 被 耗 竭v 与 抗 肿 瘤 效 应 CTL被 大 量 激 活 而 对 肿

17、瘤 发 挥 杀 伤 作 用 第 二 节 抗 原 提 呈 抗 原 蛋 白 分 子 在 酶 的 作 用 下 降 解 成 适 合 于 MHC分 子 结 合 的 肽 的 过 程 称 为 抗 原 加 工 ， 而 MHC分子 将 抗 原 肽 展 示 于 细 胞 表 面 以 供 T细 胞 识 别 的过 程 称 抗 原 递 呈 。 一 、 抗 原 提 呈 细 胞 (antigen presenting cell,APC ) （ 一 ） 概 念 ： 是 指 能 捕 捉 、 加 工 、 处 理 抗 原 ， 并将 抗 原 提 呈 给 抗 原 特 异 性 淋 巴 细 胞 的 一 类 免 疫细 胞 。 （ 二 ） 分

18、类 1、 专 职 ： 树 突 状 细 胞 、 单 核 吞 噬 细 胞 系 统 、 B细胞 。 2、 兼 职 ： 内 皮 细 胞 、 上 皮 细 胞 和 激 活 的 T细 胞 树 突 状 细 胞 (dentritic cell,DC) （ 一 ） DC的 来 源 、 分 化 与 发 育vDC主 要 有 两 种 来 源 ， 即 髓 源 性 和 血 源 性 。v髓 源 性 DC是 指 由 骨 髓 和 脐 血 中 CD34+造 血 祖 细胞 生 成 。v从 外 周 血 单 个 核 细 胞 来 源 的 DC属 于 血 源 性 ， 某些 单 个 细 胞 在 GM-CSF和 IL-4作 用 下 可 转 变

19、为DC。 骨 髓 DC前 体 血 流 非 淋 巴 组 织 分 化 非 成 熟 DC定 居上 皮 组 织 、 胃 肠 道 、 生 殖 道 和泌 尿 管 道 、 气 道 以 及 实 质 脏 器 的 间 质具 有 很 强 的 摄 取 、 处 理 和 加 工抗 原 的 能 力 ， 但 提 呈 抗 原 能 力 弱细 胞 因 子 和 抗 原 刺 激 下DC细 胞 成 熟 并 迁 移 进 入 局 部 淋 巴 结摄 取 、 处 理 和 加 工 抗 原 的 能 力 变 弱 ， 但 提 呈 抗 原 能 力 逐 渐 增 强 （ 二 ） DC的 分 布 与 分 类1、 淋 巴 样 组 织 中 的 DC：1） 滤 泡

20、DC:分 布 于 淋 巴 结 浅 皮 质 区 淋 巴 滤 泡 内2） 并 指 状 DC： 分 布 于 淋 巴 组 织 胸 腺 依 赖 区 和 次 级 淋 巴组 织 中3） 胸 腺 DC： 胸 腺 皮 质 与 髓 质 交 界 处2、 非 淋 巴 样 组 织 DC：1） 朗 格 汉 斯 细 胞 ： 分 布 于 表 皮 和 胃 肠 上 皮2） 间 质 细 胞 ： 内 脏 实 质 器 官 间 质 毛 细 管 附 近3） 循 环 的 DC： 分 布 于 全 身 淋 巴 管 （ 三 ） DC的 生 物 学 特 性vDC的 共 同 特 征 ：1、 形 态 上 呈 树 突 样 ；2、 表 达 CD1a、 高

21、水 平 MHC-II类 抗 原 和 多 种 辅 助 分 子（ 如 ： CD54、 CD58、 CD80、 CD86） ；3、 胞 浆 内 存 在 特 异 性 Birbeck颗 粒 状 结 构 ；4、 吞 噬 功 能 较 低 ；5、 可 有 效 诱 导 原 始 幼 稚 T细 胞 发 生 增 生 。 （ 四 ） DC的 生 物 学 功 能1、 抗 原 提 呈 利 用 受 体 介 导 的 内 吞 作 用 摄 取 可 溶 性 抗 原 ；具 有 强 大 的 液 相 吞 饮 功 能 ； 通 过 吞 噬 作 用 摄 取 大 颗 粒或 微 生 物 。2、 参 与 T、 B细 胞 的 发 育 、 分 化 和 激

22、 活 提 供 T细 胞 激活 的 协 同 刺 激 信 号 ， 释 放 可 溶 性 因 子 等 途 径 调 节 细 胞的 生 长 与 分 化3、 免 疫 调 节 作 用 DC可 分 泌 多 种 细 胞 因 子 参 与 免 疫 功能 的 调 节 ； 分 泌 多 种 趋 化 因 子 ， 介 导 其 他 免 疫 细 胞 的趋 化 作 用 。4、 免 疫 监 视 功 能 某 些 前 体 DC对 局 部 各 种 化 学 信 号 十分 敏 感 ， 在 体 内 发 挥 免 疫 监 视 作 用 二 、 抗 原 提 呈 的 途 径 （ 一 ） 溶 酶 体 提 呈 途 径 （ 外 源 性 抗 原 ） ， 该 过 程

23、 受MHC-II分 子 限 制 ， 又 称 MHC-II类 分 子 途 径 。 外 源 性 抗 原 是 指 从 细 胞 外 进 入 细 胞 内 的 抗 原 。1、 APC对 外 源 性 抗 原 的 吸 取 与 加 工 抗 原 物 质 APC吞 噬 （ 胞 饮 ） 形 成 吞 噬 体 +溶 酶 体 吞 噬 溶 酶 体 （ 内 体 ， 含 40余 种 酶 ） 蛋 白 抗 原 被 水 解肽 段 2、 抗 原 肽 -MHC-II类 分 子 形 成 与 转 运 内 质 网 MHC-II类 分 子 （ 与 恒 定 链 结 合 ） MHC-II离 开 内 质 网 恒 定 链 被 蛋 白 酶 水 解 形 成

24、MHC-II+CLIP（ II类 相 关 的 恒 定 链 肽 段 ） 在 HLA-DM作 用 下 CLIP解 离 空 载 MHC-II+抗 原 肽 MHC-II-抗 原 肽 复 合 物 转 运 到 细胞 表 面 提 呈 给 CD4+TCR识 别 （ 二 ） 胞 质 溶 胶 提 呈 途 径 （ 内 源 性 抗 原 ）v该 过 程 受 MHC-I类 分 子 限 制 ， 又 称 MHC-I类 分子 途 径 ， 内 源 性 抗 原 是 在 胞 内 合 成 的 抗 原 蛋 白质 分 子 。 1、 内 源 性 抗 原 在 胞 质 溶 胶 中 加 工 处 理 2、 抗 原 肽 -MHC-I类 分 子 形 成 与 转 运