1
免疫学多媒体教学系统
Immunology
复旦大学 生命科学学院分子免 疫学实验室朱乃硕
2007年 2月编
2
第二章 抗原 Antigen(Ag)
定义 -----外源和非自身的能被免疫系统识别并产生免疫应答的物质
1,免疫原性 (Immunogenicity):能刺激生物体产生免疫应答并产生抗体或免疫淋巴细胞的特性。
2.免疫反应性 （ Specific reactivity）,能与所产生免疫应答产物进行结合并发生反应的能力。
半抗原（ Hapten)---不具免疫原性只具免疫反应性的物质。
3
第一节 抗原的分类一,抗原的类别
1,天然抗原,指天然的生物,细胞及天然的生物产物,主要来自动物,植物,微生物,
(1).细胞,细菌和病毒抗原
(2).蛋白质类抗原
(3).糖类,脂类,核酸多为较弱的抗原及半抗原,
4
天然抗原的亲缘关系,
异种抗原（ Xenoantigen）,来自不同物种的抗原,但有极为相似的抗原性,会产生交叉反应,产生的抗体称为异嗜性抗体,
同种型抗原 (Isoantigen):抗原来自同种动物不同个体,这些个体在遗传上是不相同的,能刺激同种的其他个体免疫应答,
自身抗原 (Autoantigen):是机体自身的组成成分,在某些条件下与淋巴细胞接触就能被识别,引起免疫应答,有时会导致自身免疫病,
5
独特型抗原,同一个体内不同抗体及 T细胞受体的抗原性差异。
2,人工抗原,经过人工化学改造的天然抗原,
3,合成抗原,是化学合成的分子,
如由蛋白质,核酸合成技术合成,
6
第二节 抗原的分子基础一,分子大小一般来说,分子量越大,抗原性越强,
以蛋白质为例,分子量大于 10000
基本能产生抗体 (完全抗原 )
5000-10000有部分能产生抗体,
有部分不能产生抗体小于 5000较难产生抗体
7
二,分子结构
(1).复杂性一般来说越复杂越具抗原性,有侧链,含苯环结构的分子抗原性较强,
(2).光学特性
D-氨基酸聚合体的免疫原性低于相应的 L-异构体,
(3).电荷电荷强则抗原性弱,抗原的电荷与所产生的抗体的电荷相反,
8
(4).抗原决定簇（ Determinant/epitope表位）
定义,是抗原引起免疫应答和与抗体及 TCR
结合反应的基本结构单位,
常位于抗原分子的表面,由 3-8个氨基酸构成,
在多糖中由 3-6个呋喃组成,
可接近性 (在抗原表面 )
a.构象决定簇（ Conformational epitope）,3-
8个氨基酸在空间上接近,呈空间识别 (如抗体对抗原的识别 )。
b.顺序决定簇（ Sequential epitope ):一级结构
8-11a.a肽序列决定（如 TCR对抗原的识别 )。
9
顺序决定簇与构象决定簇,
HIVgp 120 V3 Loop 区 是 高 变 区 (highly
variable region) 含 HIV的主要的抗原表位 。
10
11
T细胞表位与 B细胞表位
12
构象决定簇 多在 表面 -------Ab识别,
顺序决定簇 可以在内部,也可以在表面,------TCR识别,
肿瘤抗原的寻找和肿瘤治疗问题,
13
第三节 抗原的免疫特性一,抗原的外源性非自身,外源异物,但一般来说,人怀孕三月之内,小鼠出生一周内接触过抗原,则对该抗原不产生应答,
HBV问题。
假自身,胚胎时期隔离的抗原,被包裹得很好,淋巴细胞不能进入或抗原不能释放,如,人眼球内部的一些抗原,甲状腺包膜内的一些抗原,生殖系统睾丸内的抗原,举例,交感性眼炎甲状腺炎，各种原因造成抗原释放,产生自身免疫应答,
14
后天表达的抗原,如软骨蛋白,视紫红蛋白,
精蛋白等,
自身变性抗原 ----如,炎症
关于这些器官的免疫获免新认识：
------免疫抑制及凋亡相关分子表达。
15
二,免疫遗传因素免疫应答基因 (Ir gene),如,动物中主要组织相容性抗原 (MHC),在人类为白细胞抗原 (HLA).
三,免疫方式和抗原的剂量用量过大会引起动物死亡,也可引起免疫耐受性而不发生免疫应答,
用量过小不能刺激应有的免疫应答,
通常 ----兔,0.5-5mg/次 ; 小鼠,10ug/次一般来说颗粒性的抗原用量较少,免疫原性较强,效果较好,可溶性蛋白或多糖抗原,用量适当增加,并要多次免疫,或加佐剂,
16
佐剂（ Adjuvant),可使原来抗原性较差的物质变为较强,刺激体内产生抗体。
佐剂内容：包括细菌,有机物,无机物。
如,卡介苗 (分枝杆菌 )，纤维素，硬脂酸，明矾。
福氏佐剂（ Freund’s Adjuvant):
石蜡油 /羊毛脂 /卡介苗福氏完全佐剂（ Complete~; CFA):
(石蜡油 7:3羊毛脂 ),卡介苗 =1:1
福氏不完全佐剂（ Incomplete~;IFA):
无 卡介苗其作用是产生炎症吸引一些免疫反应细胞,延长抗原与淋巴细胞接触时间。
17
* 半抗原与载体 (Carrier)
半抗原本身不具有免疫原性,必须与某种载体偶联才能表现免疫原性,如：青霉素,Dig.
在偶联的分子中,半抗原相当于一个抗原决定簇,或者是一个免疫优势残基,它诱发的抗体能与半抗原特异结合,
载体效应,
-------不同载体引起产生针对同一种半抗原的不同抗体,无交叉回忆反应,
18
载体效应,
BSA-DNP(二硝基苯 ):----- Ab1
OA-- DNP,-------------Ab2
都能与 DNP结合但无回忆反应
19
Ab量时间首次免疫 再次免疫
Fig.1 以载体 a-交 连的半抗原（ Ca-A）免疫曲线
20
Ab量时间首次免疫 再次免疫
(Ca-A) (Cb-A)
Fig.2 以不同载体交 连的半抗原免疫曲线
21
载体效应,
不同载体引起产生针对同一种半抗原的不同抗体,且无回忆反应。
22
分泌抗体与抗原结合
BCR
BCR
MH C-T CR 限制性识别序列 1
（载体 1 ）
C D 2 8 B7 B7 C D 2 8
TC R M H C
M H C TC R
C D 40 L C D 40 C D 40 C D 40 L
降解降解
M H C 限制肽 2 M H C 限制肽 1
B 细胞活化活化
Th 克隆 2Th 克隆 1
活化分泌细胞因子分泌细胞因子抗体构象识别表位 （半抗原）
MH C-T CR 限制性识别序列 2
（载体 2 ）
图 3 半抗原与载体效应的免疫应答识别机制
23
* 超抗原 (Superantign,SAg)：
强大的 多克隆 T细胞刺激 能力，是普通抗原的 2000倍，类似有丝分裂原的作用，只需极低浓度 (1— 10ng/ml)。
超抗原的种类：
A.外源性超抗原,某些微生物的毒素，
包括金黄色葡萄球菌肠毒素 A-E,A族链球菌 M
蛋白和致热外毒素 A-C，关节炎支原体丝裂原，
小肠结肠类耶氏菌膜蛋白等。
B.内源性超抗原，指次要淋巴细胞刺激抗原 (minor lymphocyte stimulating antigen,MLS)。
24
超抗原的作用机理 (见,免疫应答,一章）：
抗原递呈细胞 -MHC-Ag-TCR复合物 活化 T细胞（超抗原与 T细胞 TCR β 链的 V区结合，无 Ag特异性），无 MHC限制性 。
超抗原的实际意义,参与下列病理或生理效应。
（ a）毒性作用：
刺激产生大量细胞因子 TNF,IL-1和 IL-2等。
（ b）自身免疫病,
残余的自身反应性 T细胞大量增殖。
（ c）免疫功能失调,
T细胞大量活化 /诱导凋亡，数量和功能失调。
（ d）免疫稳定：
在胸腺细胞的发育过程中，超抗原可能参与阳性选择，从而有利于免疫自稳。
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第二章 抗原 Antigen(Ag)
定义 -----外源和非自身的能被免疫系统识别并产生免疫应答的物质
1,免疫原性 (Immunogenicity):能刺激生物体产生免疫应答并产生抗体或免疫淋巴细胞的特性。
2.免疫反应性 （ Specific reactivity）,能与所产生免疫应答产物进行结合并发生反应的能力。
半抗原（ Hapten)---不具免疫原性只具免疫反应性的物质。
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第一节 抗原的分类一,抗原的类别
1,天然抗原,指天然的生物,细胞及天然的生物产物,主要来自动物,植物,微生物,
(1).细胞,细菌和病毒抗原
(2).蛋白质类抗原
(3).糖类,脂类,核酸多为较弱的抗原及半抗原,
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天然抗原的亲缘关系,
异种抗原（ Xenoantigen）,来自不同物种的抗原,但有极为相似的抗原性,会产生交叉反应,产生的抗体称为异嗜性抗体,
同种型抗原 (Isoantigen):抗原来自同种动物不同个体,这些个体在遗传上是不相同的,能刺激同种的其他个体免疫应答,
自身抗原 (Autoantigen):是机体自身的组成成分,在某些条件下与淋巴细胞接触就能被识别,引起免疫应答,有时会导致自身免疫病,
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独特型抗原,同一个体内不同抗体及 T细胞受体的抗原性差异。
2,人工抗原,经过人工化学改造的天然抗原,
3,合成抗原,是化学合成的分子,
如由蛋白质,核酸合成技术合成,
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第二节 抗原的分子基础一,分子大小一般来说,分子量越大,抗原性越强,
以蛋白质为例,分子量大于 10000
基本能产生抗体 (完全抗原 )
5000-10000有部分能产生抗体,
有部分不能产生抗体小于 5000较难产生抗体
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二,分子结构
(1).复杂性一般来说越复杂越具抗原性,有侧链,含苯环结构的分子抗原性较强,
(2).光学特性
D-氨基酸聚合体的免疫原性低于相应的 L-异构体,
(3).电荷电荷强则抗原性弱,抗原的电荷与所产生的抗体的电荷相反,
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(4).抗原决定簇（ Determinant/epitope表位）
定义,是抗原引起免疫应答和与抗体及 TCR
结合反应的基本结构单位,
常位于抗原分子的表面,由 3-8个氨基酸构成,
在多糖中由 3-6个呋喃组成,
可接近性 (在抗原表面 )
a.构象决定簇（ Conformational epitope）,3-
8个氨基酸在空间上接近,呈空间识别 (如抗体对抗原的识别 )。
b.顺序决定簇（ Sequential epitope ):一级结构
8-11a.a肽序列决定（如 TCR对抗原的识别 )。
9
顺序决定簇与构象决定簇,
HIVgp 120 V3 Loop 区 是 高 变 区 (highly
variable region) 含 HIV的主要的抗原表位 。
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T细胞表位与 B细胞表位
12
构象决定簇 多在 表面 -------Ab识别,
顺序决定簇 可以在内部,也可以在表面,------TCR识别,
肿瘤抗原的寻找和肿瘤治疗问题,
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第三节 抗原的免疫特性一,抗原的外源性非自身,外源异物,但一般来说,人怀孕三月之内,小鼠出生一周内接触过抗原,则对该抗原不产生应答,
HBV问题。
假自身,胚胎时期隔离的抗原,被包裹得很好,淋巴细胞不能进入或抗原不能释放,如,人眼球内部的一些抗原,甲状腺包膜内的一些抗原,生殖系统睾丸内的抗原,举例,交感性眼炎甲状腺炎，各种原因造成抗原释放,产生自身免疫应答,
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后天表达的抗原,如软骨蛋白,视紫红蛋白,
精蛋白等,
自身变性抗原 ----如,炎症
关于这些器官的免疫获免新认识：
------免疫抑制及凋亡相关分子表达。
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二,免疫遗传因素免疫应答基因 (Ir gene),如,动物中主要组织相容性抗原 (MHC),在人类为白细胞抗原 (HLA).
三,免疫方式和抗原的剂量用量过大会引起动物死亡,也可引起免疫耐受性而不发生免疫应答,
用量过小不能刺激应有的免疫应答,
通常 ----兔,0.5-5mg/次 ; 小鼠,10ug/次一般来说颗粒性的抗原用量较少,免疫原性较强,效果较好,可溶性蛋白或多糖抗原,用量适当增加,并要多次免疫,或加佐剂,
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佐剂（ Adjuvant),可使原来抗原性较差的物质变为较强,刺激体内产生抗体。
佐剂内容：包括细菌,有机物,无机物。
如,卡介苗 (分枝杆菌 )，纤维素，硬脂酸，明矾。
福氏佐剂（ Freund’s Adjuvant):
石蜡油 /羊毛脂 /卡介苗福氏完全佐剂（ Complete~; CFA):
(石蜡油 7:3羊毛脂 ),卡介苗 =1:1
福氏不完全佐剂（ Incomplete~;IFA):
无 卡介苗其作用是产生炎症吸引一些免疫反应细胞,延长抗原与淋巴细胞接触时间。
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* 半抗原与载体 (Carrier)
半抗原本身不具有免疫原性,必须与某种载体偶联才能表现免疫原性,如：青霉素,Dig.
在偶联的分子中,半抗原相当于一个抗原决定簇,或者是一个免疫优势残基,它诱发的抗体能与半抗原特异结合,
载体效应,
-------不同载体引起产生针对同一种半抗原的不同抗体,无交叉回忆反应,
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载体效应,
BSA-DNP(二硝基苯 ):----- Ab1
OA-- DNP,-------------Ab2
都能与 DNP结合但无回忆反应
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Ab量时间首次免疫 再次免疫
Fig.1 以载体 a-交 连的半抗原（ Ca-A）免疫曲线
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Ab量时间首次免疫 再次免疫
(Ca-A) (Cb-A)
Fig.2 以不同载体交 连的半抗原免疫曲线
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载体效应,
不同载体引起产生针对同一种半抗原的不同抗体,且无回忆反应。
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分泌抗体与抗原结合
BCR
BCR
MH C-T CR 限制性识别序列 1
（载体 1 ）
C D 2 8 B7 B7 C D 2 8
TC R M H C
M H C TC R
C D 40 L C D 40 C D 40 C D 40 L
降解降解
M H C 限制肽 2 M H C 限制肽 1
B 细胞活化活化
Th 克隆 2Th 克隆 1
活化分泌细胞因子分泌细胞因子抗体构象识别表位 （半抗原）
MH C-T CR 限制性识别序列 2
（载体 2 ）
图 3 半抗原与载体效应的免疫应答识别机制
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* 超抗原 (Superantign,SAg)：
强大的 多克隆 T细胞刺激 能力，是普通抗原的 2000倍，类似有丝分裂原的作用，只需极低浓度 (1— 10ng/ml)。
超抗原的种类：
A.外源性超抗原,某些微生物的毒素，
包括金黄色葡萄球菌肠毒素 A-E,A族链球菌 M
蛋白和致热外毒素 A-C，关节炎支原体丝裂原，
小肠结肠类耶氏菌膜蛋白等。
B.内源性超抗原，指次要淋巴细胞刺激抗原 (minor lymphocyte stimulating antigen,MLS)。
24
超抗原的作用机理 (见,免疫应答,一章）：
抗原递呈细胞 -MHC-Ag-TCR复合物 活化 T细胞（超抗原与 T细胞 TCR β 链的 V区结合，无 Ag特异性），无 MHC限制性 。
超抗原的实际意义,参与下列病理或生理效应。
（ a）毒性作用：
刺激产生大量细胞因子 TNF,IL-1和 IL-2等。
（ b）自身免疫病,
残余的自身反应性 T细胞大量增殖。
（ c）免疫功能失调,
T细胞大量活化 /诱导凋亡，数量和功能失调。
（ d）免疫稳定：
在胸腺细胞的发育过程中，超抗原可能参与阳性选择，从而有利于免疫自稳。
25
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