抗原抗体反应及其应用
• 抗原的基本知识 • 抗原决定簇 • 抗原-抗体相互作用
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一、抗原的基本知识 抗原(Antigen)
• 是指那些能够通过TCR和BCR特异性结合而激活T或B淋巴细胞、诱导正或负免
疫应答的物质。
• 正应答导致抗体和效应T细胞的产生，而负应答则引起宿主对抗原的无反应状 态，即免疫耐受。 • “应”——指抗原刺激机体产生免疫应答产物即抗体或免疫效应细胞； • “答”——指相应抗原与免疫应答产物结合并将其排除体外。
完全抗原和半抗原
完全抗原（complete antigen) 具有免疫原性和特异反应性的物质。 半抗原又称不完全抗原 (hapten，incomplete antigen)无免疫原性， 只有特异反应性的物质。 如青霉素，芳香族化合物、糖、
核酸等。
载体 （carrier）赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。 半抗原 + 蛋白质（载体） ＝ 完全抗原 常用载体：BSA（牛血清蛋白）
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T淋巴细胞与MHC分子
TCR识别靶细胞表面MHC/抗原肽复合物 与BCR不同，TCR不能与游离的抗原结合，而只能识别被主要组织相容性（MHC） 分子递呈的短肽，因此T细胞对抗原的识别和应答具有MHC限制性。MHC分子是一 类独特的跨膜糖蛋白大分子，由α和β链非共价结合而成。表达于细胞表面的MHC 分子必须与9-17个氨基酸的短肽相结合。

它的功能是与免疫系统中淋巴细胞上的受体结合以及与相应抗体
分子结合。

它是免疫原引起免疫应答以及与抗体产生特异反应的基本结构单 元，是免疫应答特异性的物质基础。
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2.类型
（1）顺序决定簇(sequential determinant)，又称线性决定簇
(linear determinant)，序列相连续的氨基酸片段构成的决 定簇。 （2）构象决定簇(conformational determinant)，又称非线性 决定簇(non-linear determinant)，由不相连接的氨基酸顺 序片段经多肽折叠卷曲而组合起来的功能基团，一般位 于蛋白质的表面。
普通抗原
超抗原
单克隆T细胞应答
1:104 - 1:105
多克隆T细胞应答 1:4 - 1:10
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超抗原与典型抗原
区 别 典型抗原 ＋ ＋ + （VαJαVβDβJβ） + 1/10000 + 超抗原 ＋ + （Vβ） 1/5-1/20 是否需要APC参 与 是否需要APC处 理 必须与MHC类分 子形成复合物 MHC限制性 激活T细胞数 特异性激活
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4.抗原-抗体反应的特异性
抗原表位的性质、数目、位置、空间排列和立体构象决定 着抗原-抗体反应的高度特异性。
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5.共同抗原表位与交叉反应
1.共同表位（common epitope）：指不同抗原之间含有的相同或 相似的抗原表位。 2.交叉反应（cross-reaction）：指抗体或致敏淋巴细胞对具有相 同或相似表位的不同抗原均具有的反应（交叉结完全抗原
B B B
B Th
Th
抗体
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半抗原的转化
将半抗原与大的载体分子（通常是蛋白质）偶联在一起称为半抗原的转化作用。
小分子的半抗原经过重 氮化以后，再与载体蛋 白上酪氨酸残基偶联， 形成一个共价的偶氮蛋 白，表现免疫原性。
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超抗原（superantigen, SAg）
• •
超抗原指一组能与某些亚型的TCR/BCR在受体外侧部位相结合的， 并能直接激活T细胞或B细胞的物质。 可激活很高数量T细胞的分子，比普通抗原的激活效率高2000-50 000倍。
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1、抗原性与免疫原性
• 免疫原性(immunogenicity),指抗原分子能够刺激机体产生
免疫应答，诱导产生抗体或致敏淋巴细胞的特性。
T 致敏T细胞
Ag
B 浆细胞
抗体
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T
致敏T细胞
Ag
B 浆细胞
抗体
抗原性（特异反应性），指抗原与其诱导产生的抗体或
致敏淋巴细胞发生特异性结合的特性。
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2、抗原的分类
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结构决定簇与顺序决定簇
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两种抗体与一个连 续性抗原表位及一 个非连续性抗原表 位的相互作用
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蛋白质结构与抗原表位
3. 蛋白质的结构与抗原决 定簇的关系 （1）蛋白质的一级结构 只有顺序决定簇； （2）蛋白质的二级结构 与抗原的反应性密切有关； （3）蛋白质的三级结构 与抗原构象决定簇密切相 关； （4）蛋白质四级结构与 抗原构象决定簇和免疫原 价数密切相关；
超抗原作用示意图
超抗原种类
外源性超抗原：微生物的毒素，如金黄色葡萄球菌肠毒素。
内源性超抗原：次要淋巴细胞刺激抗原，如反转录病毒基因产物等。
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二、抗原决定簇
1. 定义

抗原决定簇(antigenic determinant), 又称表位(epitope)，是决定抗
原特异性的具有一定组成和特殊结构的化学基团。
抗原的理化性质
抗原多是分子量在4000以上的生物大分子。无机物溶解于水以后以离子的形 式存在，不能与抗原识别受体形成足够数量的非共价键，故不能成为抗原。 蛋白质、多糖、脂多糖和DNA等是常见的抗原。
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• 外源性 • 分子大小
MW.>5000-10000
• 化学组成与复杂性 如异聚物比同聚物免疫原性更 强 • 抗原加工和递呈的敏感性 如不可溶的大分子通常是比可 溶性小分子免疫原性更强（不可 溶的大分子易于吞噬和加工）； 不能被降解递呈的大分子物质免 疫原性很低。
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按照与抗原受体细胞结合不同，分为B细胞抗原表位和T细胞抗原表位。 特性 表位分子 T细胞表位 TCR B细胞表位 BCR
MHC分子
表位性质 表位大小 表位类型 表位位置
必需
主要是线性多肽 8-12氨基酸(CD8-TC) 12-17氨基酸(CD4-TC) 线性表位 抗原分子任意部位
无需
天然的多肽、多糖、脂 多糖、有机化合物 5-15个氨基酸，5-7个 单糖或5-7个核苷酸 构象、线性表位 抗原分子表面
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B细胞抗原表位的特性
• 天然蛋白的B细胞抗原表位通常由蛋白表面的亲水氨基
酸组成，易于接近膜结合或自由的抗体。
• 顺序抗原表位(Sequential • 结构抗原表位(Continuous
Epitopes),连续抗原表位 (Continuous Epitopes),蛋白质一级结构 Epitopes),不连续抗原表 位(Discontinuous Epitopes)，蛋白质三级结构。