第三章抗原(Antigen,Ag)一. 基本概念1.抗原(Antigen,Ag):是一类能刺激机体免疫系统使之产生特异性免疫应答,诱导产生抗体及效应T淋巴细胞;并能与之在体内体外发生特异性结合的物质。
又称免疫原。
2 .免疫原性:刺激机体免疫系统,使之增殖、分化,产生抗体及效应淋巴细胞的特性。
3 .抗原性:能与抗体及效应淋巴细胞发生特异性结合的特性。
4 .完全抗原:既有免疫原性又有抗原性的物质。
5. 半抗原:只有抗原性没有免疫原性的物质。
二. 决定免疫原性的因素(一)抗原方面的因素1 .异物性:是免疫原的核心。
抗原与机体亲缘关系越远,组织结构差异越大,免疫原性越强。
免疫系统识别自身与非己的本质:胚胎期或未成熟免疫细胞发育期遇到的所有抗原,包括胚系及非胚系基因编码的产物为自身物质。
免疫细胞未成熟期未遇到的物质为非己物质。
2 . 抗原分子的理化特性:(1)化学组成及异质性:要求一定的化学复杂性。
蛋白质是良好的抗原。
(2)分子量:10kD以上具有抗原性,100kD以上为强抗原。
分子量大,抗原决定基越多。
(3)结构的复杂性:直链氨基酸组成的蛋白质稳定性差,加入苯环氨基酸后,免疫原性加大。
分子构象、物理状态等对免疫原性都有影响。
3. 可递呈性:诱导细胞免疫反应所要求。
(二)生物学方面的因素1 .宿主的遗传背景:相同的抗原在不同动物所诱导的免疫应答有明显的差异,这与动物的MHC背景有关。
2 .年龄、性别与健康状态的影响。
3. 引入抗原的剂量、途径与次数:剂量应适中;途径依次为皮内--皮下--腹腔、静脉--口服;间隔适当。
三. 抗原表位(抗原决定簇)抗原决定簇(Antigen Determinant):抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。
是被免疫细胞识别的靶结构或基本单位,又称表位(Epitope)也是特异性免疫反应的物质基础。
表位的性质、数目、空间结构决定了抗原的特异性。
T、B细胞识别抗原上的不同抗原表位,故有T细胞表位及B细胞表位之称。
1 . B细胞表位的特性:能识别天然抗原分子的表位,一般为不连续的、经三维折叠后空间构象上聚集形成的基团(构象表位),或抗原分子表面连续的氨基酸片段(长链弯曲折叠处,顺序表位)。
2 .T细胞表位的特性:只能识别经APC处理过的,经MHC传递的小分子多肽(镶嵌在MHC分子的凹槽中)。
它由序列上相连的氨基酸(顺序表位)组成,在天然分子中是位于抗原分子内部的疏水基团。
四. 抗原的种类1. 根据抗原是否显示免疫原性区分:完全抗原、半抗原2. 根据B细胞产生抗体是否需要T细胞参与而区分:胸腺依赖抗原(TD-Ag)非胸腺依赖抗原(TI-Ag)3. 根据抗原与机体的亲缘关系而区分:异种抗原、同种异体抗原、自身抗原、异嗜性抗原五. 淋巴细胞激活剂指一类能使高比例活化淋巴细胞的物质,但它们不属于抗原,因为它们对细胞克隆的刺激不涉及抗原特异性。
1. 丝裂原:包括多种成分。
如植物凝集素(ConA、PHA、PWM),是一类含蔗糖的蛋白质,可以和各种细胞表面的糖蛋白结合,通过信号传递引起细胞活化、增殖。
常见的淋巴细胞激活剂种类英文缩写来源类别靶细胞刀豆素A ConA Jack豆凝集素T细胞植物血凝素PHA 菜豆凝集素T细胞美洲商陆PWM 美洲商陆凝集素T细胞脂多糖LPS G-菌内毒素B细胞2. 佐剂:与抗原一起用于机体,可增强免疫应答或改变应答类型,但不影响特异性。
其机制有:1)增强抗原的滞留时间。
2)增强APC细胞对抗原处理、提呈能力。
3)刺激淋巴细胞增殖、分化等。
包括卡介苗(BCG)、脂多糖(LPS)、细胞因子(如GM-CSF)、聚肌胞(Poly I:C)、寡核苷酸CpG、福氏佐剂(CFA、IFA)等。
3. 超抗原(SAg):某些抗原物质,只需很低的浓度即可激活2%-20%T细胞克隆活化,产生极强的免疫应答,但有不同于丝裂原的作用,称为超抗原(Superantigen,SAg )。
超抗原有两类:外源性超抗原---如一些细菌的外毒素;内源性超抗原---如一些病毒感染后表达在细胞上的病毒蛋白。
还有活化T细胞超抗原及活化B细胞超抗原之分。
超抗原活化T细胞的机制:与T细胞表位一样,形成MHC-SAg - TCR结构,所不同的是,它无需APC的处理,只是附着在MHC凹槽的外侧;与TCR的结合也不涉及特异性,而是和TCR链的V区结合第五章补体系统(complement system)一. 基本概念1、补体:是存在人和动物血清中的一组(30余种)具有酶活性的、不耐热的蛋白质,它可协助抗体完成对病原体的裂解清除。
2、补体的激活:自然条件下,补体在血浆中以无活性的酶原形式存在,多种特异性及非特异性免疫学机制可以使之分解,产生有活性的分子,补体成分的激活是一个连锁反应,最终结局导致其所附着的细胞的溶解。
二. 补体的激活途径:包括经典途径、BML(甘露聚糖结合凝集素)途径及C3旁路途径。
三条途径的起始阶段不同,但具有共同的末端通路---攻膜复合体的形成及细胞溶解效应。
1. 经典激活途径2. MBL激活途径发生在微生物感染的早期,一些细胞因子使肝细胞产生急性期蛋白,其中包括MBL,可与甘露糖残基结合。
细菌细胞表面有甘露糖残基暴露,而脊椎动物细胞表面则是被其他糖基覆盖。
3 .旁路激活途径4. 三条激活途径的共同末端效应三. 补体活化的调控1. 补体的自身调控:激活过程中生成的某些中间产物极不稳定,成为级联反应的重要自限因素。
如C4b2b、C3bBb等。
2.调节因子的作用:有十余种,按作用可以分为三种:1)防止或限制补体在液相中自我激活。
2)抑制或增强补体对底物正常作用。
3)保护机体组织细胞免遭补体破坏。
几种补体调节因子的作用:1)C1抑制物(C1INH):与C1r、C1s结合,使它们失去酶解正常底物的能力。
2)C3转化酶抑制剂:C4结合蛋白与CR1--与C4b结合;I因子--裂解C4b;膜辅蛋白(MCP)--促进I因子的作用;衰变加速因子(DAF)--同C2竞争地与C4b结合;H因子--同Bb竞争性地与C3b结合3)保护细胞膜:C8结合蛋白--干扰C8、C9的结合;膜反应性溶解抑制物(MIRL)--阻止C7、C8与C5b6的结合。
S蛋白--阻止C5b67插入胞膜。
几种补体调节因子作用模式图四补体受体1. 补体裂解片段受体:1)补体受体1(CR1,C3b/C4bR)--表达在许多细胞表面。
有抑制补体激活、调理、清除免疫复合物、免疫调节的作用。
2)补体受体2(CR2,C3dR,CD21):存在于B、DC表面,有免疫调节作用。
3)补体受体3(CR3)、补体受体4(CR4)2. 可溶性C3a/C4a/C5a受体:表达在肥大细胞、嗜碱性粒细胞等细胞表面,C3a/C4a/C5a与其结合后可介导炎症反应,以C5a作用最强。
3. 调节补体级联反应的受体:如H因子\MCP\DAF等分子的受体。
五、补体的生物学活性1. 补体介导的细胞溶解(CDC)2. 调理作用3. 参与炎症反应4. 清除免疫复合物5. 免疫调节作用6. 与其他酶系统相互作用第六章细胞因子(Cytokine,CK)第一节细胞因子的概述一、细胞因子的概念是各种细胞分泌的具有生物活性的小分子蛋白物质的统称。
主要作用为介导各类免疫细胞间的相互作用。
在非特异性免疫及特异性免疫应答,细胞生长分化、调节免疫功能、炎症发生和创伤愈合中发挥重要功能。
可以产生细胞因子的细胞有:免疫细胞---单核巨噬细胞,T、B淋巴细胞,NK细胞非免疫细胞---血管内皮细胞、表皮细胞、成纤维细胞等。
二、细胞因子的共同特性1、低分子量(15--30kD,多为25kD以下)的糖蛋白。
多以单体存在。
2、以配体--受体的方式发挥作用,有较强的亲和力,微量的细胞因子即可产生很强的生物学效应(pM)。
作用的方式为非特异性,即对靶细胞作用无抗原特异性,也不受MHC限制。
3、在抗原、丝裂原和其他活性物作用下而分泌,过程短暂、呈自限性。
半衰期也很短。
4、作用的方式有三种---自分泌:靶细胞与分泌细胞为同一细胞。
旁分泌:靶细胞与分泌细胞非同一细胞,但二者邻近。
内分泌:靶细胞与分泌细胞非同一细胞,二者相距较远。
5、作用的特点---多效性:一种因子作用在不同的靶细胞可以产生不同的生物学作用。
重叠性:不同的细胞因子可对同一靶细胞发挥相同的生物学效应。
拮抗效应:两种细胞因子相互作用时,其中一种削弱另一种的作用。
协同效应:两种细胞因子同时存在时,彼此的作用得到加强。
双向性:适量时具有生理调节作用,过量则产生对机体的损伤。
6、细胞因子的网络性:无论是产生、发挥作用、受体表达、相互调节等均存在网络特点。
三、细胞因子的分类(按结构及受体结构)1、造血因子家族(Hematopoietin):参与造血细胞的生长及分化。
结构上、氨基酸组成差异很大,但立体结构上相似---都含有4个螺旋的基本结构。
成员:多种白介素(IL-2、3、4、5、6、7、9、11、12、15)集落刺激因子(GM-CSF、G-CSF、M-CSF 、EPO )2、干扰素家族(Interferon,IFN):干扰病毒感染及复制的作用。
有IFNα、IFNβ、IFNγ。
I型干扰素:IFNα、β,由白细胞、成纤维细胞及病毒感染的组织细胞产生。
II型干扰素:IFNγ,由活化的T细胞和NK细胞产生,也称免疫干扰素。
3、肿瘤坏死因子家族(Tumor necrosis factor,TNF):分TNF α、TNFβ两类。
前者由单核巨噬细胞、活化的T细胞、NK细胞产生;后者由活化的T细胞产生,又称淋巴毒素。
4、趋化性细胞因子家族(Chemokine):由十余种在结构上有较大同源性、分子量多为8-10kD的蛋白组成。
根据在氨基端半胱氨酸的排列及含量,又可区分为四个亚家族:α亚家族---CXC,如IL-8,趋化中性粒细胞;β亚家族---CC,如MCP-1,趋化单核细胞;eotaxin趋化嗜酸性粒细胞。
γ亚家族---C,如淋巴细胞趋化蛋白,对淋巴细胞有趋化作用。
δ亚家族---CX3C,如神经趋化素,介导单核细胞/淋巴细胞与产生它的细胞间的粘附。
5、生长因子家族(Growth Factor,GF):具有刺激细胞生长作用的因子的总称。
包括转化生长因子β(TGFβ)、表皮细胞生长因子(EGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维生长因子(FGF)、神经生长因子(NGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)等。
第二节细胞因子的生物学活性一、介导和调节天然免疫单核巨噬细胞分泌的细胞因子。
作用---1、抗病毒的细胞因子:I型干扰素、IL-12、IL-15。
2、前炎症细胞因子:TNF、IL-1、IL-6和趋化性细胞因子。
活跃在天然免疫中的几种细胞因子---1、IFN-I型:A、刺激细胞合成多种酶,干扰病毒RNA或DNA的复制。