第二章 抗原
抗原 (Antigen,Ag)：
能够刺激机体产生免疫应答，并且
能与免疫应答产物 (抗体或免疫效应细
胞 )特异性结合的物质。
抗原的两种基本特性：
（ 1）免疫原性 (immunogenecity)：
指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答
(产生特异性抗体及免疫效应细胞 )的性质。
（ 2）抗原性 (antigenicity，又称免疫反应性 )：
指抗原分子与免疫应答产物 (抗体或免
疫效应细胞 )发生特异性结合的性质。
完全抗原（ complete antigen)：
具有免疫原性和抗原性的物质，如：蛋
白质、细菌、病毒等。
半抗原（ hapten，又称不完全抗原 incomplete
antigen ）：
无免疫原性，只有抗原性的物质，如：
多为某些简单的小分子物质。
载体（ carrier）：
赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。
半抗原 + 蛋白质 ? 完全抗原
半抗原
+
载体
抗体
B
T
完全抗原
B
B
B
T
第一节 抗原的类型
一．根据抗原性质,完全抗原、半抗原
二．根据抗原刺激 B细胞产生抗体是否需要 Th细
胞辅助：
胸腺依赖性抗原 (thymus-dependent antigen,
TD-Ag)：如：多数蛋白质抗原
胸腺非依赖性抗原 (thymus-independent
antigen,TI- Ag)：如：细菌脂多糖，聚合鞭
毛素
三．根据抗原的合成方式：
天然抗原：非己抗原
自己抗原
人工抗原：人工结合抗原
人工合成抗原
基因工程抗原
四．根据与人体的亲缘关系：
1.异种抗原（ xenogenic Ag）：
来自不同种属的抗原。如：病原微生物
及其产物；抗毒素血清（由异种动物制备
的）。
2.同种异型抗原（ allogenic Ag）：
来自同一种属不同个体抗原。如：血型
抗原、组织相容性抗原。
3.自身抗原（ autoantigen）：
来自自身的抗原。如：隐蔽的自身组织
成分、修饰的自身组织成分、肿瘤抗原。
第二节 医学上重要的抗原
一, 病原微生物：
1.细菌性抗原：
细胞壁：蛋白质、脂多糖等。
鞭毛：蛋白质
菌毛：蛋白质
夹膜：多糖
2.病毒性抗原：
衣壳：蛋白
包膜：糖蛋白
3.其它：立克次体、螺旋体、真菌等 。
痢疾杆菌
霍乱弧菌伤寒杆菌
链球菌
E.coli
细菌的结构
一、基本结构：细胞壁
细胞膜
细胞浆
核质
细菌细胞壁
最外层结构 —— 肽聚糖（基本成分）
G+菌：含有大量磷壁酸
G-菌,—— 三层结构，由内向外依次是：
脂蛋白
外膜
脂多糖（ LPS）：脂类 A、核心多糖和
寡糖重复单位。
G＋ 菌细胞壁结构
磷脂 (细胞膜 )
肽聚糖
磷壁酸
G-菌细胞壁结构
脂多糖（ LPS）
脂蛋白
肽聚糖
磷脂 (内膜，细
胞膜 )
磷脂 (外膜 )
脂
多
糖
的
结
构
脂肪酸
聚二糖
核心多糖
特异性多糖
（ O抗原）
脂类 A
细胞膜：位于细胞壁内侧，细胞浆外侧
构成成分：脂类、蛋白质和多糖
细胞浆（细胞质）,内含有质粒、核糖
体、胞浆颗粒。
核质：核酸 —— 细菌的遗传物质
二、特殊结构：
荚膜：细胞壁外围绕的黏液型层
构成成分：多糖
鞭毛：细菌的运动器官
构成成分,蛋白质
菌毛,粘附于人和动物细胞
构成 成分：蛋白质
芽胞：细菌的休眠状态
狂犬病病毒
腺病毒
口蹄疫病毒
病毒 （ viruses）
流感病毒
病毒的结构
核心 核酸
病毒 衣壳 蛋白质
包膜 (部分病毒 ) 脂类、糖蛋白
刺突 蛋白质
核衣壳
核心
核衣壳
包膜内层
基质蛋白
包膜外层
刺突
真菌
白色念珠菌 (1,000X oil)
疟原虫
二．细菌的外毒素与类毒素
外毒素：细菌分泌的毒性蛋白质。
类毒素：经 0.3%～ 0.4%甲醛处理过的失
去毒性保留免疫原性的外毒素。
三．异种动物血清
异种动物的血清蛋白对人具有免疫原性。
如：抗毒素血清（马血清） ? 破伤风
抗毒素血清、白喉抗毒素血清等。
四．异嗜性抗原（ heterophil antigen,又称
Forssman抗原）
不同种属生物间存在的共同抗原。
Forssman抗原：
豚鼠脏器 (生理盐水悬液 ) ? 家兔 ? 抗
豚鼠抗体 ? + 豚鼠脏器抗原 ? 反应（ +）
+ 绵羊 RBC?凝集反应 (+)(交叉
反应 )
实际意义：
溶血性链球菌
肾小球基底膜
溶血性链球菌
心肌
大肠杆菌 O14型
结肠粘膜
共同抗原 ? 急性肾小球
肾炎
共同抗原 ? 风湿病
共同抗原 ? 溃疡性结
肠炎
五．血型抗原：
—— 人类血型抗原已报导 23个系统
1,ABO（ H）血型系统,A,B,AB,O四型
血型 抗原（ RBC） 抗体（血清）———————————————————
A型 A抗原 抗 B抗体
B型 B抗原 抗 A抗体
AB型 AB抗原 无抗 A、抗 B抗体
O型 无 A,B抗原 抗 A、抗 B抗体
———————————————————
2.Rh血型系统：
恒河猴（ Macacus rhesus） RBC?家兔 ?抗
恒河猴 RBC抗体（免疫血清） +人 RBC?凝
集反应（ +）
人 RBC
恒河猴 RBC
RHCE基因（ +）
RHD基因 （ +）
RHCE基因（ +）
RHD基因 （ -）
共同抗原，称 Rh抗原。
? D抗原（ +） ?Rh+
? D抗原（ － ） ?Rh-
实际意义 ? 新生儿溶血症
孕妇 (Rh-) → 胎儿 (Rh+)
↓ ↓
抗 Rh抗体 + 新生儿 RBC (Rh+)
↓
溶血反应
六．主要组织相容性抗原
(Major Histocompatibility antigen)
人类,HLA（ human Leukocyte antigen）
七．肿瘤抗原：
细胞恶变过程中出现的新抗原。
八．超抗原 (superantigen,SAg)
一类通过与 MHC-II类分子（ APC)和
TCR-V?(T 细胞） 结合，刺激表达有特殊
TCR-V? 的 T细胞亚群活化的抗原分子。
SAg的作用特点：
（ 1）具有强激活 T细胞（ CD4+T细胞）作用
--- 可刺激 T细胞总数的 5～ 20%；
（ 2）不需 APC处理
--- 直接与 MHC-II类分子和 TCR-V?
结合；
（ 3）不受 MHC限制
--- 同 MHC-II类分子结合，增加
TCR与 SAg的亲和力；
（ 4）可激活 T细胞，又可致 T细胞产生免疫耐
受或抑制。
Superantigens
Conventional Antigen
Monoclonal/Oligoclonal
T cell response
1:104 - 1:105
Superantigen
Polyclonal T cell response
1:4 - 1:10
SAg的种类：
（ 1）外源性超抗原：主要为细菌的代谢产
物。如：
金黄色葡萄球菌肠毒素（ SE）毒素休
克综合症毒素 1（ TSST1）
A族链球菌 M蛋白致热外毒素 A-C等。
（ 2）内源性超抗原：主要为逆转录病毒产
物。如：
病毒 DNA与宿主 DNA整合，表达的病毒
蛋白质产物。
SAg的实际意义：
其生物学意义尚不完全清楚。
（ 1） SAg ? T细胞亚群 ? 细胞因子 ? 毒
性效应。
（ 2） SAg ? T细胞亚群 ? 免疫抑制 ? 促
进病毒感染、增殖。
九．基因工程抗原：
通过基因重组、再表达制备的抗原物质。
如：
目的基因（编码抗原） + 载体（质粒
等） ? 重组 DNA ? 细胞（真核或原核） ?
表达 ? 纯化 ? 基因工程疫苗。
第三节 构成抗原的条件
一, 影响免疫原性的因素
（一）抗原因素：
1.分子量：一般是分子量越大，免疫原性越强。
2.化学组成及结构：
蛋白质：
A.氨基酸组成 --- 含芳香族氨基酸（特别是酪氨
酸），免疫原性强；
B.结构：环状，免疫原性强；直链，免疫原性弱。
多糖：具有免疫原性,较蛋白质弱。
核酸：多无免疫原性。
3.可降解性：
含 L-氨基酸的蛋白质易降解，具有免疫原性。
含 D-氨基酸的聚合体不易降解，不具有免疫原性。
（二）宿主因素
1.异物性：异种或同种异体的物质。
抗原来源与宿主之间种系关系越远，其免疫
原性越强。
2.宿主的遗传性：同种动物不同品系及不同个
体对同种抗原产生不同强度的免疫应答。
3.免疫原的剂量及进入途径：
剂量：
（ 1）剂量不足或过多均不引起免疫应答。
（ 2）重复进入，引起强免疫应答。
途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。
4.免疫佐剂（ adjuvant )：
定义：先于抗原或同时与抗原混合注射机体
可增强抗原的免疫原性的物质。
应用,a.弱免疫原性物质；
b.免疫原剂量不足。
佐剂种类：
(1)油性乳剂 — 弗氏佐剂（ Freund adjuvant）
(2)无机化合物
(3)微生物及其产物
(4)脂质体
(5)细胞因子
二．抗原性
（一）抗原决定簇 (antigenic determinant),又称
表位 (epitope)：
抗原物质中能与其相应抗体或致敏淋巴
细胞发生特异性结合的结构 (免疫应答的特异
性基础 )。
抗原的结合价（ antigenic valence）：
能与抗体分子结合的功能性决定簇数目。
抗原决定簇分类：
1.根据结构：
A.构象决定簇 (conformational determinant)：
由空间构象形成的决定簇，序列上不连续。
B.顺序决定簇 (sequence determinant)：
序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。
2.根据功能：
A.隐蔽性决定簇：存在于抗原内部的决定簇。
B.功能性决定簇：能被 B细胞识别，或与抗
体结合的决定簇。
(二 )T,B细胞表位
1.T细胞表位 (T cell epitope),
与 TCR结合的表位 (约 9～ 17个氨基酸残基 )
T细胞识别抗原的二个结合部位：
a.T 细胞表位 与 TCR结合
b.限制位 (agretope) 与 MHC分子结合
2,B细胞表位：
与抗体和 BCR结合的表位 (约 6～ 7个氨基
酸残基或糖基 )。
B细胞表位
（半抗原）
天然抗原 (多价 -多个抗原决定簇 )
T细胞表位
（载体内）
Ep1 Ep2 Ep3
T 细胞表位 （ T Cell epitope）
能够与 MHC结合并被 TCR识别的肽段
与蛋白质分子构象无关
与肽段在蛋白质分子中的位置无关
主要决定于肽段的氨基酸序列
与宿主表达的 MHC分子有关
提要
● 抗原是一类能诱导免疫应答，并与其产物
发生特异结合的物质。
● 抗原物质必须具备的特征：免疫原性
抗原性
● 抗原种类很多。蛋白质类抗原免疫原性最
强，脂类、糖类较弱，核酸一般无免疫原性。
● 决定抗原特异性的部位 抗原决定簇 (表
位。 T细胞识别 T细胞表位,B细胞识别 T细胞表
位。
本章学习要点
? 一, 概念
1.抗原 2.免疫原性 3.抗原性
4.抗原决定簇 5.TD-Ag 6.TI-Ag
7.超抗原 8.异嗜性抗原
? 二, 抗原的分类
? 三, 医学上重要的抗原
抗原 (Antigen,Ag)：
能够刺激机体产生免疫应答，并且
能与免疫应答产物 (抗体或免疫效应细
胞 )特异性结合的物质。
抗原的两种基本特性：
（ 1）免疫原性 (immunogenecity)：
指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答
(产生特异性抗体及免疫效应细胞 )的性质。
（ 2）抗原性 (antigenicity，又称免疫反应性 )：
指抗原分子与免疫应答产物 (抗体或免
疫效应细胞 )发生特异性结合的性质。
完全抗原（ complete antigen)：
具有免疫原性和抗原性的物质，如：蛋
白质、细菌、病毒等。
半抗原（ hapten，又称不完全抗原 incomplete
antigen ）：
无免疫原性，只有抗原性的物质，如：
多为某些简单的小分子物质。
载体（ carrier）：
赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。
半抗原 + 蛋白质 ? 完全抗原
半抗原
+
载体
抗体
B
T
完全抗原
B
B
B
T
第一节 抗原的类型
一．根据抗原性质,完全抗原、半抗原
二．根据抗原刺激 B细胞产生抗体是否需要 Th细
胞辅助：
胸腺依赖性抗原 (thymus-dependent antigen,
TD-Ag)：如：多数蛋白质抗原
胸腺非依赖性抗原 (thymus-independent
antigen,TI- Ag)：如：细菌脂多糖，聚合鞭
毛素
三．根据抗原的合成方式：
天然抗原：非己抗原
自己抗原
人工抗原：人工结合抗原
人工合成抗原
基因工程抗原
四．根据与人体的亲缘关系：
1.异种抗原（ xenogenic Ag）：
来自不同种属的抗原。如：病原微生物
及其产物；抗毒素血清（由异种动物制备
的）。
2.同种异型抗原（ allogenic Ag）：
来自同一种属不同个体抗原。如：血型
抗原、组织相容性抗原。
3.自身抗原（ autoantigen）：
来自自身的抗原。如：隐蔽的自身组织
成分、修饰的自身组织成分、肿瘤抗原。
第二节 医学上重要的抗原
一, 病原微生物：
1.细菌性抗原：
细胞壁：蛋白质、脂多糖等。
鞭毛：蛋白质
菌毛：蛋白质
夹膜：多糖
2.病毒性抗原：
衣壳：蛋白
包膜：糖蛋白
3.其它：立克次体、螺旋体、真菌等 。
痢疾杆菌
霍乱弧菌伤寒杆菌
链球菌
E.coli
细菌的结构
一、基本结构：细胞壁
细胞膜
细胞浆
核质
细菌细胞壁
最外层结构 —— 肽聚糖（基本成分）
G+菌：含有大量磷壁酸
G-菌,—— 三层结构，由内向外依次是：
脂蛋白
外膜
脂多糖（ LPS）：脂类 A、核心多糖和
寡糖重复单位。
G＋ 菌细胞壁结构
磷脂 (细胞膜 )
肽聚糖
磷壁酸
G-菌细胞壁结构
脂多糖（ LPS）
脂蛋白
肽聚糖
磷脂 (内膜，细
胞膜 )
磷脂 (外膜 )
脂
多
糖
的
结
构
脂肪酸
聚二糖
核心多糖
特异性多糖
（ O抗原）
脂类 A
细胞膜：位于细胞壁内侧，细胞浆外侧
构成成分：脂类、蛋白质和多糖
细胞浆（细胞质）,内含有质粒、核糖
体、胞浆颗粒。
核质：核酸 —— 细菌的遗传物质
二、特殊结构：
荚膜：细胞壁外围绕的黏液型层
构成成分：多糖
鞭毛：细菌的运动器官
构成成分,蛋白质
菌毛,粘附于人和动物细胞
构成 成分：蛋白质
芽胞：细菌的休眠状态
狂犬病病毒
腺病毒
口蹄疫病毒
病毒 （ viruses）
流感病毒
病毒的结构
核心 核酸
病毒 衣壳 蛋白质
包膜 (部分病毒 ) 脂类、糖蛋白
刺突 蛋白质
核衣壳
核心
核衣壳
包膜内层
基质蛋白
包膜外层
刺突
真菌
白色念珠菌 (1,000X oil)
疟原虫
二．细菌的外毒素与类毒素
外毒素：细菌分泌的毒性蛋白质。
类毒素：经 0.3%～ 0.4%甲醛处理过的失
去毒性保留免疫原性的外毒素。
三．异种动物血清
异种动物的血清蛋白对人具有免疫原性。
如：抗毒素血清（马血清） ? 破伤风
抗毒素血清、白喉抗毒素血清等。
四．异嗜性抗原（ heterophil antigen,又称
Forssman抗原）
不同种属生物间存在的共同抗原。
Forssman抗原：
豚鼠脏器 (生理盐水悬液 ) ? 家兔 ? 抗
豚鼠抗体 ? + 豚鼠脏器抗原 ? 反应（ +）
+ 绵羊 RBC?凝集反应 (+)(交叉
反应 )
实际意义：
溶血性链球菌
肾小球基底膜
溶血性链球菌
心肌
大肠杆菌 O14型
结肠粘膜
共同抗原 ? 急性肾小球
肾炎
共同抗原 ? 风湿病
共同抗原 ? 溃疡性结
肠炎
五．血型抗原：
—— 人类血型抗原已报导 23个系统
1,ABO（ H）血型系统,A,B,AB,O四型
血型 抗原（ RBC） 抗体（血清）———————————————————
A型 A抗原 抗 B抗体
B型 B抗原 抗 A抗体
AB型 AB抗原 无抗 A、抗 B抗体
O型 无 A,B抗原 抗 A、抗 B抗体
———————————————————
2.Rh血型系统：
恒河猴（ Macacus rhesus） RBC?家兔 ?抗
恒河猴 RBC抗体（免疫血清） +人 RBC?凝
集反应（ +）
人 RBC
恒河猴 RBC
RHCE基因（ +）
RHD基因 （ +）
RHCE基因（ +）
RHD基因 （ -）
共同抗原，称 Rh抗原。
? D抗原（ +） ?Rh+
? D抗原（ － ） ?Rh-
实际意义 ? 新生儿溶血症
孕妇 (Rh-) → 胎儿 (Rh+)
↓ ↓
抗 Rh抗体 + 新生儿 RBC (Rh+)
↓
溶血反应
六．主要组织相容性抗原
(Major Histocompatibility antigen)
人类,HLA（ human Leukocyte antigen）
七．肿瘤抗原：
细胞恶变过程中出现的新抗原。
八．超抗原 (superantigen,SAg)
一类通过与 MHC-II类分子（ APC)和
TCR-V?(T 细胞） 结合，刺激表达有特殊
TCR-V? 的 T细胞亚群活化的抗原分子。
SAg的作用特点：
（ 1）具有强激活 T细胞（ CD4+T细胞）作用
--- 可刺激 T细胞总数的 5～ 20%；
（ 2）不需 APC处理
--- 直接与 MHC-II类分子和 TCR-V?
结合；
（ 3）不受 MHC限制
--- 同 MHC-II类分子结合，增加
TCR与 SAg的亲和力；
（ 4）可激活 T细胞，又可致 T细胞产生免疫耐
受或抑制。
Superantigens
Conventional Antigen
Monoclonal/Oligoclonal
T cell response
1:104 - 1:105
Superantigen
Polyclonal T cell response
1:4 - 1:10
SAg的种类：
（ 1）外源性超抗原：主要为细菌的代谢产
物。如：
金黄色葡萄球菌肠毒素（ SE）毒素休
克综合症毒素 1（ TSST1）
A族链球菌 M蛋白致热外毒素 A-C等。
（ 2）内源性超抗原：主要为逆转录病毒产
物。如：
病毒 DNA与宿主 DNA整合，表达的病毒
蛋白质产物。
SAg的实际意义：
其生物学意义尚不完全清楚。
（ 1） SAg ? T细胞亚群 ? 细胞因子 ? 毒
性效应。
（ 2） SAg ? T细胞亚群 ? 免疫抑制 ? 促
进病毒感染、增殖。
九．基因工程抗原：
通过基因重组、再表达制备的抗原物质。
如：
目的基因（编码抗原） + 载体（质粒
等） ? 重组 DNA ? 细胞（真核或原核） ?
表达 ? 纯化 ? 基因工程疫苗。
第三节 构成抗原的条件
一, 影响免疫原性的因素
（一）抗原因素：
1.分子量：一般是分子量越大，免疫原性越强。
2.化学组成及结构：
蛋白质：
A.氨基酸组成 --- 含芳香族氨基酸（特别是酪氨
酸），免疫原性强；
B.结构：环状，免疫原性强；直链，免疫原性弱。
多糖：具有免疫原性,较蛋白质弱。
核酸：多无免疫原性。
3.可降解性：
含 L-氨基酸的蛋白质易降解，具有免疫原性。
含 D-氨基酸的聚合体不易降解，不具有免疫原性。
（二）宿主因素
1.异物性：异种或同种异体的物质。
抗原来源与宿主之间种系关系越远，其免疫
原性越强。
2.宿主的遗传性：同种动物不同品系及不同个
体对同种抗原产生不同强度的免疫应答。
3.免疫原的剂量及进入途径：
剂量：
（ 1）剂量不足或过多均不引起免疫应答。
（ 2）重复进入，引起强免疫应答。
途径：皮内、皮下、肌肉、静脉、腹腔。
4.免疫佐剂（ adjuvant )：
定义：先于抗原或同时与抗原混合注射机体
可增强抗原的免疫原性的物质。
应用,a.弱免疫原性物质；
b.免疫原剂量不足。
佐剂种类：
(1)油性乳剂 — 弗氏佐剂（ Freund adjuvant）
(2)无机化合物
(3)微生物及其产物
(4)脂质体
(5)细胞因子
二．抗原性
（一）抗原决定簇 (antigenic determinant),又称
表位 (epitope)：
抗原物质中能与其相应抗体或致敏淋巴
细胞发生特异性结合的结构 (免疫应答的特异
性基础 )。
抗原的结合价（ antigenic valence）：
能与抗体分子结合的功能性决定簇数目。
抗原决定簇分类：
1.根据结构：
A.构象决定簇 (conformational determinant)：
由空间构象形成的决定簇，序列上不连续。
B.顺序决定簇 (sequence determinant)：
序列相连续的氨基酸肽片段构成的决定簇。
2.根据功能：
A.隐蔽性决定簇：存在于抗原内部的决定簇。
B.功能性决定簇：能被 B细胞识别，或与抗
体结合的决定簇。
(二 )T,B细胞表位
1.T细胞表位 (T cell epitope),
与 TCR结合的表位 (约 9～ 17个氨基酸残基 )
T细胞识别抗原的二个结合部位：
a.T 细胞表位 与 TCR结合
b.限制位 (agretope) 与 MHC分子结合
2,B细胞表位：
与抗体和 BCR结合的表位 (约 6～ 7个氨基
酸残基或糖基 )。
B细胞表位
（半抗原）
天然抗原 (多价 -多个抗原决定簇 )
T细胞表位
（载体内）
Ep1 Ep2 Ep3
T 细胞表位 （ T Cell epitope）
能够与 MHC结合并被 TCR识别的肽段
与蛋白质分子构象无关
与肽段在蛋白质分子中的位置无关
主要决定于肽段的氨基酸序列
与宿主表达的 MHC分子有关
提要
● 抗原是一类能诱导免疫应答，并与其产物
发生特异结合的物质。
● 抗原物质必须具备的特征：免疫原性
抗原性
● 抗原种类很多。蛋白质类抗原免疫原性最
强，脂类、糖类较弱，核酸一般无免疫原性。
● 决定抗原特异性的部位 抗原决定簇 (表
位。 T细胞识别 T细胞表位,B细胞识别 T细胞表
位。
本章学习要点
? 一, 概念
1.抗原 2.免疫原性 3.抗原性
4.抗原决定簇 5.TD-Ag 6.TI-Ag
7.超抗原 8.异嗜性抗原
? 二, 抗原的分类
? 三, 医学上重要的抗原
