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5 抗原与获得性免疫应答
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5 抗原与获得性免疫应答
5-1 抗原基本概念
能够通过与 TCR 或者 BCR 特异结合而激活 T 或者 B 淋巴细胞、诱导正性或负性免疫应答的物质称为抗原。正性应答导致抗体或 /和效应 T 细胞的产生,而负性反应则引起抗原特异性的无反应状态,即免疫耐受 (immunological tolerance )。
Antigen (抗原) Antigenicity (抗原性)
Immunogen (免疫原) Immunogenicity (免疫原性)
Toleragen (耐受原)
Allergen (变应原)
•大于 Ab或者 TCR 的抗原结合部位
•无机物不能成为抗原;
•分子量太小(如对氨基苯甲酸, DNP )的有机物不能成为抗原;
•蛋白质是最主要、最常见的抗原;
•多糖、脂肪、核苷酸等有机大分子能被 B 细胞和 -T 细胞所识别。
抗原的基本理化特性 ——
抗原的免疫原性( immunogenecity )• 分子量在 5 kDa 以上含有蛋白质成分的有机大分子,纯化的多糖、脂类及核苷酸等物质难以单独诱导 T 和 B 淋巴细胞活化。• 分子结构越复杂(含有多个 T 和 B 细胞表位)免疫原性越强。• 抗原与被免疫宿主之间的遗传关系越远,免疫原性越强。• 皮内、皮下、肌肉、静脉和腹腔等途径诱导正性免疫应答。• 经口腔和消化道摄入的抗原更倾向于诱导免疫耐受(负性免疫应答)。
1 无应答 -- 抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态
2 抗原特异性体液和细胞免疫应答(正性应答) 宿主此后的一段时间里对该抗原处于免疫状态
3 超敏反应 抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或损伤
4 诱导免疫耐受(负性应答) 宿主在此后的一段时间里对该抗原处于无反应状态
外来抗原进入体内可能产生四种不同的结果:
诱导免疫耐受的耐受原
100
抗原浓度
免疫应答强度
耐受 耐受
1 抗原本身的特性 —— 非聚合物容易诱导耐受; 佐剂诱导正性免疫反应; 右旋多肽诱导耐受而左旋的易诱导免疫反应。
2 宿主年龄 —— 年令越小越容易诱导耐受。
3 免疫抑制药剂与抗体 —— 辅助诱导抗原特异的免疫耐受。
4 诱导途径和方式—— 静脉、口服、低剂量的抗原的反复注射。
诱导免疫耐受的一般规律:
抗原
B 细 胞 表 位
抗体 CDR3
表位
T 和 B 细胞表位( epitope ):
抗原分子中被 TCR 或者 BCR 直接识别的部分构成 T 或者 B 细胞表位。
B 细胞表位:
• 位于抗原分子的表面• 具有构象依赖性
Ep1 Ep2 Ep3
T 细胞表位 ( T Cell epitope )
• 能够与 MHC 并被 TCR 识别的肽段• 与蛋白质分子构象无关• 与肽段在蛋白质分子中的位置无关• 主要决定于肽段的氨基酸序列• 与宿主表达的 MHC 分子有关
流感病毒血凝素分子
TD ( T-dependent )抗原 和 TI ( T-independent )抗原
天然抗原 ( Natural ) 与 人工抗原
自身抗原( auto-, self- ) 与 外来抗原( foreign )
抗原的分类
1
2
1 2
CD40/CD40L
B 细胞 B 细胞 Th 细胞
TI-1 抗原 TD 抗原
TI 与 TD 抗 原
CD4
脂蛋白 膜蛋白 LPS
外膜
胞膜
膜间质n
脂 A核
磷脂多糖
多糖重复单位
革兰氏阴性细菌胞壁结构 细菌脂多糖( LPS )的分子结构
OVA
抗 原 与 半 抗 原
Ab2
Ab2
Ab1
DNP
OVA
半抗原( hapten )
能够作为表位的一部分被抗体或者 TCR 识别的物质
2m
TCR- chainTCR- chain
Homocysteine
HLA-A68
Peptide
Interaction between TCR and homocysteine presented by HLA-A68
C
超抗原 TCRV
抗原肽
MHC-II
T 细胞
APC
超抗原
免疫佐剂
5-2 获得性免疫应答的基本特点
1 One cell , one receptor
2 Clonal selection and expansion
3 Clonal deletion
4 Lymphoid organs
5 Antigen processing and presentation ( MHC )
MHC 分子与抗原识别
淋巴细胞如何识别天文数字的抗原
次级淋巴器官与免疫识别抗原特异性淋巴细胞的克隆扩增与选择
免疫耐受 -- Clonal deletion
5-3 天然免疫应答和获得性免疫应答之间的关系
获得性免疫应答的启动
巨噬细胞和树突细胞的活化与否对启动获得性免疫应答起着“控制阀”的作用。
如果没有巨噬细胞和树突细胞的先期反应,获得性免疫应答也就无从谈起。
外来抗原也可以在没有 APC 的“陪伴”下进入引流淋巴结,但它们必须首先被补体片段致敏。
抗体是天然免疫系统的“眼睛”
抗体分子与抗原结合后活化补体,使其更为准确、集中、有效地杀伤靶细胞。
介导 NK 和巨噬细胞的抗体依赖的细胞毒效应( ADCC )。
T 细胞与天然免疫细胞之间的协同作用
细胞免疫应答所产生的效应 T 细胞通过分泌 IFN- 和 IL-18 等细胞因子促进巨噬细胞的活化,使之更加有效地吞噬、消化外来抗原或者微生物。
巨噬细胞分泌 IL-1 和 IL-12 等细胞因子,诱导 T 细胞的分化。
天然免疫与获得性免疫的时间互补
获得性免疫系统在受到外来抗原刺激之后一般需要 5~7 天方能发挥效应,而天然免疫系统是抗感染免疫过程中的“先头部队”,在微生物进入机体几分钟之内就会开始应答。起到限制微生物在体内迅速扩散的作用。