微生物学抗原[高教课堂].ppt

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1、免疫学基础,概述 抗原 免疫器官和免疫细胞 免疫球蛋白 补体系统 细胞因子 主要组织相容性抗原 免疫应答 超敏反应 抗感染免疫 免疫学实际应用,1,详细课资,免疫（immune）的概念,1.免疫（immune）：来源于拉丁字immunis，本意是“免除税收”，在医学上具有“免除役患”的意思。 2.传统的“免疫”概念：机体对病原微生物再感染的抵抗力； 3.现代的“免疫”概念： 机体免疫系统能够识别“自己(self)”和“非己(nonself)”，并发生特异性的免疫应答排除抗原性异物；或被诱导而处于对这种抗原物质呈不活化状态（免疫耐受），借此维持机体内环境的稳定。,2,详细课资,免疫的基本功能：,

2、3,详细课资,免疫学 研究机体免疫系统的组织结构和生理功能的科学。 免疫学分科 1. 基础免疫学（basic immunology）：研究机体免疫系统的结构、组成、功能，及其对抗原产生排异效应的一门科学。 免疫生物学、分子免疫学、免疫遗传学、免疫病理学。 2. 临床免疫学（clinical immunology）：利用基础免疫学理论与技术研究临床疾病发生发展的规律，进而探讨疾病的预防、诊断和治疗的一门学科。 肿瘤免疫学、移植免疫学、免疫性疾病、生殖免疫学、免疫药理学及衰老免疫等多种分支学科和交叉学科。,4,详细课资,3. 免疫学检测（immunological test）：借助免疫学原理建立起

3、来的检测技术。 由于分子生物学等相关学科的进展及其技术的不断引入，免疫学检测也已经深入到分子水平水平，为免疫学检测技术开拓了全新的应用前景。,5,详细课资,免疫分为 非特异性或天然免疫 （ Non-specific or innate immunity） 特异性或获得性免疫 （ Specific or adaptive immunity ）,天然免疫（Innate Immunity）,获得性免疫（Adaptive Immunity）,抗原非依赖性（ antigen-independent）,立即（ immediate）达到最大反应,无抗原特异性,抗原依赖性（ antigen-dependent

4、）,无免疫记忆,产生免疫记忆,抗原特异性,达到最大反应时间滞后 （lag time ）,识别特有的模式分子（pattern）,识别生物分子（Macromolecules）,The differences between the two types of immunity,天生具有,后天获得,6,详细课资,单核吞噬细胞、中性粒细胞、NK细胞等,屏障作用,非特异性免疫细胞,宿主的免疫防御机制,天然免疫,皮肤与粘膜,血脑屏障,胎盘屏障,体液因素,补体系统,溶菌酶,乙型溶素,7,详细课资,抗原（Antigen，Ag）的定义： 抗原是一类能刺激机体免疫系统发生特异性免疫应答；并能在体内或体外与免疫应答产

5、物（抗体或效应T细胞）发生特异性结合的物质。,Anti-, against; gen-, to generation,第一章 抗原,B细胞,抗体,效应T细胞,Ag,T细胞,8,详细课资,抗原的基本特性 决定抗原免疫原性的条件 抗原的特异性 抗原的分类 其它免疫刺激剂 医学上重要的抗原,9,详细课资,抗原的基本特性 免疫原性（immunogenicity）：刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。 免疫反应性(immunoreactivity)：与相应抗体或致敏淋巴细胞特异性结合 。 完全抗原或免疫原（immunogen）：具有免疫原性和免疫反应性的抗原。 不完全抗原或半抗原（hapten）：只有

6、免疫反应性而无免疫原性的抗原。,hapten+carrier= Complete antigen,10,详细课资,与抗原相关的其它概念：,免疫原（immunogen）：免疫原性 耐受原（tolerogen）：免疫耐受 变应原、过敏原（allergen）：超敏反应 凝集原（agglutinogen）：凝集反应 沉淀原（precipitonogen）：沉淀反应,11,详细课资,第一节 决定抗原免疫原性的条件,一、异物性（Foreignness）,异物性指的是抗原与所刺激的机体的自身物质的差异。但本质不一定仅仅是“体外”的物质。,“异物性”包含3个层次的意思： 1. 异种抗原（xenoantigen

7、）：生物间亲缘关系越远， 大分子结构差异越大，抗原性越强；如：病原微生物、异种蛋白； 2. 同种异体抗原（alloantigen）：如人类HLA、ABO血型等； 3. 自身抗原（autoantigen）：自身隐蔽成分和突变成分等。如：精子、眼晶体蛋白、脑组织等。,12,详细课资,二、抗原的理化性质,1. 分子大小和结构,抗原的分子量一般较大，Mw 10000kd以上，小于4000kd往往不具备免疫原性，但是若结构有足够的复杂度，液可以有免疫原性。 胰岛素(insulin)：分子量仅5734，但因其结构复杂，仍具有免疫原性。 淀粉、明胶：分子量很大（105），但不具免疫原性。,2. 化学组成,抗

8、原必须有一定的化学组成，一般而言： 免疫原性大小：蛋白质复杂的多糖核酸和脂类,13,详细课资,立体构象（conformation）：抗原分子特殊的化学基团的三维结构，它决定抗原分子可否与淋巴细胞表面的抗原受体相吻合，从而启动免疫应答。,易接近性（accessibility）：暴露于抗原表面的特殊化学基团与淋巴细胞表面的相应抗原受体（TCR、BCR）接触的难异程度。,3. 易接近性和立体构象,4. 其他因素 物理状态（Physical Form）、剂量（Dose）、免疫途径（Route）、佐剂（Adjuvant）,14,详细课资,三、宿主因素,遗传背景（Genetics ） 种群（Species

9、）差异 个体（Individual）差异,年龄（Age）,15,详细课资,第二节 抗原的特异性,特异性（specificity）：抗原刺激机体只引起与之相对应的免疫细胞发生免疫应答；抗原只与相应的抗体、致敏淋巴细胞发生反应。 抗原的特异性是由抗原分子表面的抗原决定基（簇）决定的。,抗原决定基（antigen determinant，AD）又称抗原的表位（epitope），往往由5 7个氨基酸、单糖、核苷酸组成。一个抗原分子可以有一种或多种抗原决定簇，其特异性由抗原决定簇的性质、数目、空间构象决定。 抗原所携抗原决定簇的数目称为抗原结合价，一般抗原是多价的。,一、决定抗原特异性的分子结构基础,1

10、6,详细课资,抗原决定基的化学组成、空间排列、立体构型均可影响抗原的特异性。,意义：抗原决定基的多样性、复杂性决定了抗原分子所激发的免疫应答的多样性、复杂性，决定了抗原分子刺激机体所产生的抗体的多样性和复杂性.,17,详细课资,免疫 抗BSA抗体+BSA 结合反应 牛血清白蛋白（BSA） 兔 BSA反应性T细胞+BSA T 细胞增殖反应 免疫 抗BSA抗体（一）加热BSA 变性的BSA 兔 BSA反应性T细胞+BSA T 细胞增殖反应 变性的BSA + 抗BSA抗体 ：不发生结合反应,18,详细课资,天然抗原： 抗原多种T细胞表位和多种B细胞表位的复合体,抗原决定簇的类型线性表位和构象性表位,

11、19,详细课资,T细胞表位与B细胞表位主要特点,20,详细课资,21,详细课资,22,详细课资,二、共同抗原和交叉反应,交叉反应抗原除与其诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应外，也可与其它抗原诱生的抗体或致敏淋巴细胞发生反应。,交叉反应是由于两种不同的抗原分子中具有相同的抗原决定簇引起的，这种决定簇称为共同决定基（common epitope）或共同抗原（common antigen）。,23,详细课资,Ag-A,Ag-B,Bacteria-A,Bacteria-B,Anti B serum,Anti A serum,Weak reaction,Weak reaction,strong

12、reaction,strong reaction,The epitope A is so called common epitope.,共同抗原的存在，作血清学诊断时应予注意，以免误诊。,24,详细课资,胸腺依赖抗原（thymus dependent antigen,TDAg）,胸腺非依赖抗原（ thymus independent antigen, TIAg）,在T细胞协助下才能刺激B细胞产生抗体, 抗体主要是IgG，可引起细胞免疫，并有免疫记忆。如人血清蛋白、卵白蛋白、羊红细胞、白喉类毒素等。,刺激机体产生抗体无需T细胞协助，产生IgM类抗体，不引起细胞免疫，也无免疫记忆。 eg. 细菌脂

13、多糖、荚膜多糖、鞭毛等。,第三节 抗原的分类,一、依据抗原诱生抗体对T细胞的依赖性,25,详细课资,二、依据抗原与机体的亲缘关系,1.异种抗原（xenogenic antigen）：生物间亲缘关系越远， 大分子结构差异越大，抗原性越强。如各种病原微生物 2.同种异体抗原（allogenic antigen）：如人类HLA、ABO血型等； 3.自身抗原（autoantigen）：自身隐蔽成分和突变成分等，如修饰的自身抗原 、 隐蔽的自身抗原释放 。 4.异嗜性抗原（Heterophil antigen）：异嗜性抗原是一类与血缘无关的，存在于人、动物、植物、微生物之间，抗原性相近的抗原。,Hete

14、ro- other, different; phil- love,26,详细课资,如溶血型链球菌的多糖抗原和蛋白质抗原与人体的心肌、心瓣膜或肾小球基底膜之间可有异嗜性抗原存在，当机体感染溶血型链球菌并产生抗体后，可与上述组织结合，临床表现为风湿病或肾小球肾炎等。,M protein,antibody,mammalian myosin,异嗜性抗原,27,详细课资,三、依据抗原的来源分类,1. 人工抗原（artificial antigen）：是用化学或基因工程的方法制备的。 2. 天然抗原（nature antigen）：来源于自然界。,28,详细课资,四、依据抗原激活T细胞的能力分类,1.普通

15、抗原（Conventional antigen）： 2.超抗原（Super antigen，SAg）：只需极低浓度即可激活大量的T细胞克隆，产生极强的免疫应答效应，这类抗原称为超抗原。 对T细胞有极强的激活作用，是普通抗原的2000-50000倍，故被White等人称为超级抗原。,29,详细课资,Monoclonal/Oligoclonal T cell response 1:104 - 1:105,30,详细课资,第四节 其他免疫刺激剂,免疫佐剂（immunoadjuvant ）是一类与抗原一起或预先注入机体，能非特异性地增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的物质，简称佐剂（adjuv

16、ant）。,佐剂的免疫生物学作用：增强抗原的免疫原性使无免疫原性或免疫原性很弱的物质成为良好的免疫原。增强机体对抗原刺激的反应能力，提高机体初次应答和再次应答的抗体滴度。改变抗体类型，使由产生IgM转变为产生IgG。产生或增强迟发型超敏反应。,31,详细课资,1. 生物性佐剂 是细菌或其产物，其本身具有免疫原性，如分枝杆菌（结核杆菌，卡介苗）、短小棒状杆菌、百日咳杆菌、革兰阴性杆菌内毒素（脂多糖）等。目前还发现了细胞因子如粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、白细胞介素1、2（IL-1、IL-2）、干扰素 (IFN-) 等的佐剂活性。 2. 无机化合物 如氢氧化铝、明矾。 3. 人工合

17、成双链多聚核苷酸 如双链多聚肌苷酸:胞苷酸（PolyI:C），双链多聚腺苷酸:尿苷酸（PolyA:U） 4. 油剂 花生油乳化佐剂（佐剂55）、矿物油、植物油、羊毛脂等。 5. 弗氏（Freund）佐剂 又分弗氏不完全佐剂（FIA，内含石蜡油与羊毛脂）和完全弗氏佐剂（FCA，不完全弗氏佐剂添加死卡介苗），是目前动物实验中最常见的佐剂，但易在注射局部形成肉芽肿和持久性溃疡，因此不适用于人体使用。近年来，人工合成胞壁酰二肽（muramyl dipeptide, MDP）为卡介苗细胞壁中的一种成分，可口服，用于提高疫苗的接种效果，是对人体无不良反应的有效佐剂。,佐剂的种类,32,详细课资,佐剂的作用

18、机制,改变抗原的物理性状，形成抗原储存库，增加抗原在体内储留时间； 有些佐剂本身就是免疫细胞的多克隆激活剂（如脂多糖）可以刺激淋巴细胞增殖分化，扩大免疫应答能力； 促进吞噬细胞对抗原的吞噬及加工处理与提呈； 增加T细胞的活化（佐剂可以增强免疫细胞表达T细胞活化所需的协同刺激分子和细胞因子；延长抗原肽-MHC分子复合物在APC表面的表达时间）,33,详细课资,微生物抗原,细菌抗原： 菌体、鞭毛、菌毛、荚膜、细菌毒素（产生抗毒素） 病毒：包膜、衣壳、刺突,医学上重要的抗原,34,详细课资,异种动物血清 二重性： （1）中和细菌外毒素 （2）刺激机体产生抗动物血清的抗体,甲醛 免疫 外毒素 类毒素 马 从血清中获得抗毒素。 抗毒素是治疗由细菌外毒素所致疾病的生物制品。,35,详细课资,同种异型抗原,人类红细胞的血型抗原（A、B、AB and O 型）,36,详细课资,其它： 自身组织成分，肿瘤细胞表面抗原等,37,详细课资,