第3章抗原.docVIP

第三章 抗 原 抗原（antigen, Ag）是指能与T细胞、B淋巴细胞的TCR或BCR结合，促使其增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。抗原一般具备两个重要特性：一是免疫原性（immunogenicity），即抗原刺激机体产生免疫应答，诱导产生抗体或致敏淋巴细胞的能力；二是抗原性（antigenicity），即抗原与其所诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞特异性结合的能力。同时具有免疫原性和抗原性的物质称免疫原（immunogen），又称完全抗原（complete antigen），即通常所称的抗原；仅具备抗原性的物质，称为不完全抗原（incomplete antigen），又称半抗原（hapten）。 一般而言，具有免疫原性的物质均同时具备抗原性，即均属完全抗原。半抗原若与大分子蛋白质或非抗原性的多聚赖氨酸等载体（carrier）交联或结合也可成为完全抗原。例如：许多小分子化合物及药物属半抗原，其与血清蛋白结合可成为完全抗原, 并介导超敏反应（如青霉素过敏）。能诱导变态反应的抗原又称为变应原（allergen）；可诱导机体产生免疫耐受的抗原又称为耐受原（tolerogen）。 第一节 抗原的异物性与特异性 抗原免疫原性的本质是异物性。抗原特异性是免疫应答中最重要的特点，也是免疫学诊断和免疫学防治的理论依据。 一、异物性 异物性是抗原的重要性质。异物即非己的物质。一般来说，抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，异物性越强，其免疫原性就越强。如鸡卵蛋白对鸭是弱抗原，对哺乳动物则是强抗原；灵长类（猴或猩猩）组织成分对人是弱抗原，而对啮齿动物则多为强抗原。异物性不仅存在于不同种属之间，如各种病原体、动物蛋白制剂等对人是异物，为强抗原；也存在于同种异体之间，如同种异体移植物是异物，也有免疫原性；自身成份如发生改变，也可被机体视为异物；即使自身成分未发生改变，但在胚胎期未与免疫活性细胞充分接触，也具有免疫原性，如精子、脑组织、眼晶状体蛋白等在正常情况下被相应的屏障所隔离，并不与机体的免疫系统接触。如因外伤逸出，免疫活性细胞可视其为异物。 二、特异性 抗原的特异性是指抗原刺激机体产生免疫应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性，即某一特定抗原只能刺激机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞，且仅能与该抗体或淋巴细胞发生特异性结合。决定抗原特异性的结构基础是存在于抗原分子中的抗原表位。 1．抗原表位的概念 抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，称为抗原表位(antigen epitope)，又称抗原决定基（antigenic determinant）。它是与TCR、BCR或抗体特异性结合的基本结构单位，通常由5~15个氨基酸残基或5~7个多糖残基或核苷酸组成。抗原分子上能与抗体分子结合的抗原表位的总数称为抗原结合价（antigenic valence）。一个半抗原相当于一个抗原表位，仅能与抗体分子的一个结合部位结合。天然抗原一般是大分子，含多种、多个抗原表位，是多价抗原，可以和多个抗体分子结合。 2．抗原表位的类型 根据抗原表位的结构特点，可将其分为顺序表位（sequential epitope）和构象表位（conformational epitope）(图3-1)。前者是由连续性线性排列的短肽构成，又称为线性表位（linear epitope）；后者指短肽或多糖残基在空间上形成特定的构象，又称为非线形表位（non-linear epitope）。T细胞仅识别由抗原提呈细胞加工提呈的线性表位，而B细胞则可识别线性或构象表位。因此，也可根据T细胞、B细胞所识别的抗原表位的不同，将其分为T细胞表位和B细胞抗原表位。B细胞表位多位于抗原分子的表面，可直接刺激B细胞；T细胞表位可存在于抗原分子的任何部位。表3-1是T细胞表位和B细胞表位特性之比较。 表3-1 T细胞表位与B细胞表位的特性比较 T细胞表位 B细胞表位 识别表位受体 MHC分子参与 表位性质 表位大小 表位类型 表位位置 TCR 必需 主要是线性短肽 8-12个氨基酸(CD8+T细胞) 12-17个氨基酸(CD4+T细胞) 线性表位 抗原分子任意部位 BCR 无需 天然多肽、多糖、脂多糖、有机化合物 5-15个氨基酸，或5-7个单糖、核苷酸 构象表位或线性表位 抗原分子表面 3．影响抗原特异性的因素 抗原表位的性质、数目、位置和空间构象决定着抗原表位的特异性。例如，虽然氨苯磺酸、氨苯砷酸和氨苯甲酸在结构上相似，仅一个有机酸基团的差异，但抗氨苯磺酸抗体仅对氨苯磺酸起强烈反应，对氨苯砷酸和氨苯甲酸只起中等和弱反应（表3-2），表明化学基团的性质决定了抗原表位的特异性。即使均为氨苯磺酸，但抗间位氨苯磺酸抗体只对间位氨苯磺酸