一、抗原

一、抗原

抗原(antigen,Ag)是指能刺激机体免疫系统产生免疫应答并能与应答产物(抗体或致敏淋巴细胞)发生特异性结合的物质。一个完整的抗原(即完全抗原)包括两方面的基本性能:①免疫原性,指诱导宿主产生免疫应答的能力,具有这种能力的物质称为免疫原;②免疫反应性,指抗原与抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力。这两个性能充分体现了抗原的特异性。有些物质只具有免疫反应性而无免疫原性,称为半抗原,当其与蛋白质结合时,可转化为完全抗原,一些小分子化学物质和药物多属于半抗原。

抗原是免疫应答的始动因子,机体免疫应答的类型和效果都与抗原的性质有密切的关系。

(一)影响抗原免疫原性的因素

1.异物性 正常成熟机体的免疫系统能够识别自身物质与非己物质,对自身物质耐受,对非己物质产生免疫应答。通常抗原来源与宿主种系关系越远,其免疫原性越强,反之种系关系越近,则免疫原性越弱。如鸭血清蛋白对家兔呈强免疫原性,而对于鸡则呈弱免疫原性。

某些情况下,自身组织成分受到外来因素的刺激发生变异或原来不与免疫系统接触的隐蔽抗原释放出来,就可产生自身抗原,如晶状体蛋白。但其免疫原性比较弱。

2.分子量 一般情况下,免疫原的分子量大多在10000以上,分子量越大,免疫原性越强。这可能是由大分子物质在水溶液中易形成胶体,在体内停留的时间较长所致,另外,大分子物质的化学结构比较复杂,比较容易含有特异性的抗原决定簇。蛋白质分子量较大(10000以上),有良好的免疫原性。糖类物质分子量较小,多数单糖不具有免疫原性,而聚合成多糖时可以成为抗原。但要注意,明胶的分子量高达100000,但其免疫原性极弱,这与它的化学组成与结构有关。

3.化学结构与组成 抗原分子中决定抗原特异性的化学基团叫抗原决定簇(antigenic determinant,AD)。化学组成越复杂,化学基团就越多,抗原性就越强。如蛋白质的氨基酸组成越多,特别是含芳香族的氨基酸,免疫原性就越强。一个抗原分子通常含有多个抗原决定簇,但只有抗原分子表面的抗原决定簇才起作用,因此抗原分子的化学结构与空间构型对其抗原性具有重要意义。直链结构的物质一般缺乏免疫原性,多支链或带状结构的物质容易成为免疫原,如前面提及的大分子明胶就是无分支的直链结构,又缺乏环状基团,所以免疫原性微弱。

4.其他因素 具上述化学基础的免疫原性物质进入机体后能否诱导产生免疫应答,还与宿主方面的因素有关,如宿主的遗传因素、年龄、生理状态及个体发育等因素。另外还与抗原进入的途径、剂量、次数和间隔时间以及免疫佐剂的使用等因素有关。

(二)抗原的分类

1.根据抗原诱导抗体产生是否需要Th细胞的参与分类

(1)胸腺依赖性抗原(thymus dependent antigen,TD-Ag) 这类抗原刺激B细胞产生抗体需要T细胞的帮助,又称为T细胞依赖抗原。绝大多数蛋白质抗原如病原微生物、血清蛋白、血细胞等均属于TD-Ag。(https://www.daowen.com)

(2)非胸腺依赖性抗原(thymus independent antigen,TI-Ag) 这类抗原刺激B细胞产生抗体不需要T细胞的帮助,又称为非T细胞依赖抗原。如细菌多糖、多聚蛋白质和脂多糖等。

2.根据抗原的来源分类

(1)外源性抗原:在APC外合成的抗原。如微生物及其代谢产物等,以吞噬、吞饮或以受体介导的内吞方式进入APC,在溶酶体内被加工成小分子抗原肽与MHCⅡ类分子结合,提呈给CD4+T细胞。

(2)内源性抗原:在APC内合成的抗原,如病毒感染细胞中病毒基因编码的蛋白质、肿瘤细胞表达的肿瘤抗原等,在细胞质中被加工成小分子抗原肽与MHCⅠ分子结合,提呈给CD8+T细胞。

(三)医学上重要的抗原

1.异种抗原 异种抗原是指来自另一物种的抗原性物质。如病原微生物(病毒、细菌、真菌)及其代谢产物等。虽然结构相对简单,但化学组成复杂,与人体结构差异较大,对人体均有较强的免疫原性。

2.同种异型抗原 同一物种不同个体间的抗原,又称同种抗原。常见的同种异型抗原主要有红细胞血型抗原、人类主要组织相容性抗原等。

3.异嗜性抗原 存在于不同物种中结构相同或相似的抗原,本质是共同抗原。例如,人肾小球基底膜及心肌细胞与溶血性链球菌表面具有共同抗原,所以溶血性链球菌感染诱发机体产生的免疫应答产物除了对溶血性链球菌有作用外,还可作用于人体具有共同抗原的心脏、肾脏、关节等器官,导致心肌炎、肾小球肾炎、风湿性关节炎。

4.自身抗原 能诱导自身免疫应答的自身物质,主要是自身改变的成分。正常情况下,机体免疫系统对自身组织细胞成分不产生免疫应答,即免疫耐受。但当机体有以下情况时除外。①在感染、外伤、药物等影响下,一些自身组织细胞成分结构发生改变或被修饰变成自身抗原而被排斥。②处于免疫豁免部位的隐蔽抗原如脑组织中的蛋白质、晶状体蛋白、精子等一旦与免疫系统接触,可诱发自身免疫病。

5.肿瘤抗原 机体某些细胞在癌变过程中出现的抗原或肿瘤细胞异常、过度表达的抗原,主要包括肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原。