抗原与获得性免疫应答-课件.ppt

1、Antigens and Adaptive Immune Responses 天然免疫系统天然免疫系统 获得性免疫系统获得性免疫系统识别对象识别对象模式分子模式分子抗原表位抗原表位免疫记忆免疫记忆有有无无产生条件产生条件与生俱有与生俱有 生后受抗原刺激产生生后受抗原刺激产生免疫类型免疫类型非特异性免疫非特异性免疫特异性免疫特异性免疫免疫应答的类型及特点免疫应答的类型及特点类类 型型 天然免疫天然免疫（非特异（非特异）获得性免疫获得性免疫（特异）（特异）参与参与成分成分作作用用特特点点1、皮肤黏膜（理、皮肤黏膜（理/化）化）2、肥大、肥大C、吞噬吞噬C、NK3、分子（补体）分子（补体）1、T细胞

2、（细胞免疫细胞（细胞免疫）2、B细胞（体液免疫）细胞（体液免疫）3、APC（DC）1、快。早期、快。早期96H不经克隆扩增分化不经克隆扩增分化2、非特异性、非特异性 识别识别 反应反应-炎症炎症3、无免疫记忆、无免疫记忆1、迟。、迟。96H T、B 经克隆扩增分化经克隆扩增分化2、特异性、特异性 识别识别TCR、BCR、MHC 效应效应 Th1、CTL、Ab3、免疫记忆免疫记忆免疫应答类型：免疫应答类型：抗原是指能被免疫细胞的抗原受体（抗原是指能被免疫细胞的抗原受体（TCR或或BCR）识别，识别，诱导诱导T、B细胞发生免疫应答并与免疫应答产物结合发生反应的细胞发生免疫应答并与免疫应答产物结合发

3、生反应的物质物质。（。（识别、应答、结合识别、应答、结合）T细胞免疫应答和细胞免疫应答和B细胞免疫应答。细胞免疫应答。（细胞免疫应答和体液免疫应答）细胞免疫应答和体液免疫应答）正免疫应答和负免疫应答。正免疫应答和负免疫应答。负应答即免疫耐受。负应答即免疫耐受。特异性免疫应答与非特异性免疫应答特异性免疫应答与非特异性免疫应答1 1 无应答无应答-抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态抗原浓度太低或者宿主已经处于耐受状态2 2 抗原特异性体液和细胞免疫应答（正性应答）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保留免疫记忆，处于宿主此后的一段时间里对该抗原保留免疫记忆，处于

4、免疫状态免疫状态3 3 超敏反应超敏反应 抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或组织损伤抗原特异性免疫应答伴有较强的炎症反应或组织损伤4 4 诱导免疫耐受（负性应答）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：外来抗原进入体内可能产生四种不同的结果：Antigen（抗原）抗原）Antigenicity（抗原性）抗原性）Immunogen（免疫原）免疫原）Immunogenicity（免疫原性）免疫原性）Toleragen（耐受原）耐受原）Allergen（变应原）变应原）（一）抗原的理化

5、特性（一）抗原的理化特性1、分子量大、分子量大：10KD以上以上4、分子构象和易接近性：、分子构象和易接近性：与抗原受体的构象相互吻合并相互与抗原受体的构象相互吻合并相互 容易接近容易接近（二）、抗原的异物性（二）、抗原的异物性2、化学性质化学性质：蛋白质蛋白质，糖蛋白，脂蛋白，多糖类，脂多糖，DNA3、结构复杂、结构复杂：含苯环氨基酸结构含苯环氨基酸结构4、不同细胞克隆的独特型抗原、不同细胞克隆的独特型抗原3、改变了的自身成分、改变了的自身成分2、同种异型性、同种异型性1、异种性、异种性5、物理状态：聚合、物理状态：聚合（三）抗原的特异性（三）抗原的特异性抗原决定基抗原决定基：抗原决定基结构

6、：抗原决定基结构：决定抗原特异性的特殊化学基团，决定抗原特异性的特殊化学基团，又称表位（又称表位（epitope）构象决定基构象决定基：序列上不连续不连续的多肽或多糖由空间构象 形成的决定基。线性决定基：线性决定基：序列上相连续相连续的氨基酸片段抗原的结合价：抗原的结合价：能与抗体分子结合的决定基数目能与抗体分子结合的决定基数目 半抗原一价半抗原一价 天然抗原多价天然抗原多价（共同抗原与交叉反应）（共同抗原与交叉反应）（四（四）、）、抗原分子中的抗原分子中的T细胞表位和细胞表位和B细胞表位细胞表位 T细胞表位（细胞表位（T cell epitope）：）：蛋白质分子中能够被MHC分子递呈并被T

7、CR识别的肽段。B细胞表位（细胞表位（B cell epitope）：）：抗原分子中能够被BCR和抗体识别的部位。T、B细胞表位又称为抗原决定基（细胞表位又称为抗原决定基（antigenic determinant）。）。Ep1Ep2Ep3T T 细胞表位细胞表位 （T Cell epitope）能够与能够与MHC结合并被结合并被TCR识别的肽段识别的肽段 主要决定于抗原肽段的氨基酸线形序列主要决定于抗原肽段的氨基酸线形序列 与宿主表达的与宿主表达的MHC分子有关分子有关抗抗原原B 细 胞 表 位 抗体CDR3表位B细胞表位：细胞表位：（B Cell epitope）位于抗原分子的表面位于抗原

8、分子的表面 具有构象依赖性具有构象依赖性流感病毒血凝素分子T、B细胞表位的比较细胞表位的比较 T 细胞表位细胞表位 B 细胞表位细胞表位抗原递呈抗原递呈 被被MHC分子递呈分子递呈 直接递呈直接递呈表位受体表位受体 TCR BCR性质性质 短肽短肽 天然的多肽、多糖、脂多糖天然的多肽、多糖、脂多糖 构型构型 线性线性 构象结构或线性构象结构或线性大小大小 9肽或肽或1217肽肽 数个氨基酸残基或单糖、数个氨基酸残基或单糖、核苷酸核苷酸位置位置 抗原分子的任何部位抗原分子的任何部位 抗原分子的表面抗原分子的表面（五）、抗原的免疫原性（五）、抗原的免疫原性 抗原的物理性状：抗原的物理性状：化学性质

9、，分子量，结构复杂，分子构象化学性质，分子量，结构复杂，分子构象 抗原与宿主之间的亲缘关系抗原与宿主之间的亲缘关系：关系越远，免疫原性越强。关系越远，免疫原性越强。抗原进入机体的途径抗原进入机体的途径：皮内、皮下、肌肉、静脉和腹腔等途径诱导正性免疫应答。皮内、皮下、肌肉、静脉和腹腔等途径诱导正性免疫应答。消化道摄入的抗原更倾向于诱导免疫耐受（负性免疫应答）。消化道摄入的抗原更倾向于诱导免疫耐受（负性免疫应答）。（六（六）抗原诱导的免疫耐受）抗原诱导的免疫耐受影响获得性免疫耐受的因素：影响获得性免疫耐受的因素：1、抗原：、抗原：抗原的性质抗原的性质：非聚合状态的可溶性抗原。抗原的剂量抗原的剂量：

10、剂量过高或过低抗原进入机体的途径抗原进入机体的途径：口服2、机体：、机体：年龄年龄：胚胎期或新生期。免疫抑制状态免疫抑制状态：使用免疫抑制剂诱导免疫耐受的耐受原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完全抗原、半抗原和超抗原完全抗原、半抗原和超抗原 TD（T-dependent）抗原抗原和TI（T-independent）抗原天然抗原天然抗原 与与 人工抗原人工抗原内源性抗原和内源性抗原和外源性抗原外源性抗原异种抗原、同种异体抗原、自身抗原、独特型抗原异种抗原、同种异体抗原、自身抗原、独特型抗原异嗜性抗原异嗜性抗原（六）抗原的分类（六）抗原的分类 超抗原（超抗原（superant

11、igens，SAg）：）：是一类强有力的强有力的T、B细胞多克隆激活剂，细胞多克隆激活剂，极低剂量（110ng/ml）即可激活某些T细胞的220%克隆发生免疫应答。无须无须MHC递呈递呈。完全抗原：完全抗原：能诱导免疫应答并能与免疫应答产物特异性结合的抗原。即既有免疫原性又有抗原性的物质。半抗原：半抗原：单独不能诱导免疫应答但能与免疫应答产物特异性结合的抗原。即无免疫原性但有抗原性的物质。半抗原与蛋白质载体结合后成为完全抗原。超抗原不是嵌在超抗原不是嵌在MHC的凹槽中而是附着于凹槽的外侧，因的凹槽中而是附着于凹槽的外侧，因此不需要抗原递呈细胞的递呈即可直接激活此不需要抗原递呈细胞的递呈即可直接

12、激活T细胞。细胞。内源性超抗原内源性超抗原：逆转录病毒编码的蛋白质抗原 外源性超抗原外源性超抗原：细菌外毒素OVA抗 原 与 半 抗 原Ab2Ab2Ab1DNPOVA半抗原（半抗原（haptenhapten）能够作为表位的一部能够作为表位的一部分被抗体或者分被抗体或者 TCR 识别的物质识别的物质脂蛋白膜蛋白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）的分子结构天然抗原天然抗原1212CD40/CD40LB 细胞B细胞Th细胞TI-1 抗原TD 抗原 TI 与 TD 抗 原CD4b b2mTCR-b b chainTCR-a a chain Hom

13、ocysteine HLA-A68PeptideInteraction between TCR and homocysteine presented by HLA-A68 C 同源半胱氨酸同源半胱氨酸TCR与与HLA-A68递呈的同源半胱氨酸的相互作用递呈的同源半胱氨酸的相互作用T表位表位超抗原 TCRVb抗原肽MHC-IIaT 细胞APC超抗原超抗原Superantigen，SAg 超抗原能与超抗原能与MHC-MHC-IIII分子及分子及TCR TCR b b 链结链结合，从而造成合，从而造成T T细胞的细胞的非特异性活化非特异性活化。抗原肽/MHC 异种抗原：异种抗原：来自另一物种的抗原。

14、同种异型抗原同种异型抗原：来自同一物种的不同个体的抗原。自身抗原：自身抗原：胚胎期间未曾接触过或出生后发生了改变的自身成分。独特型抗原：独特型抗原：存在于单个T、B细胞或抗体分子上的独特抗原，不同细胞克隆的独特型抗原不同。独特型抗原存在于TCR、BCR和抗体的V区。异嗜性抗原：异嗜性抗原：存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。预先或与抗原混匀后免疫机体能增强免疫应答的物质称为免疫佐剂。完全弗氏佐剂完全弗氏佐剂：含矿物油、羊毛脂和死结核杆菌。不完全佐剂不完全佐剂：含矿物油、羊毛脂不含结核杆菌。（七）免疫佐剂（七）免疫佐剂（Adjuvant）二、获得性免疫系统的主要特点二、获得性免疫系统的主

15、要特点Main Features of the Adaptive Immune system1、一个细胞克隆一种受体一个细胞克隆一种受体：通过抗原受体（TCR或BCR）特异 性识别抗原。5、免疫耐受性：免疫耐受性：对自身成分产生自身免疫耐受性（天然免疫耐受性）。4、免疫记忆免疫记忆：特异性免疫保持长期的免疫记忆。3、免疫效应免疫效应：免疫细胞最终分化成为效应淋巴细胞，并通过抗体 或细胞因子、杀伤性细胞发挥免疫效应。2、克隆选择与扩增：克隆选择与扩增：特异性淋巴细胞的克隆选择与扩增一个克隆一种受体（一个克隆一种受体（TCR或或BCR）一种受体特异性识别一种抗原一种受体特异性识别一种抗原（一）、（

16、一）、T细胞和细胞和B细胞如何识别自然界天文数细胞如何识别自然界天文数字的抗原？字的抗原？T、B细胞所表达的抗原受体的充分多样性细胞所表达的抗原受体的充分多样性BCR 1012TCR 5X1017T细胞和细胞和B细胞有众多的细胞克隆（细胞有众多的细胞克隆（1012以上以上）（二）（二）MHC分子与抗原识别（分子与抗原识别（MHC限制性）限制性）（三）抗原特异性淋巴细胞的克隆与扩增（三）抗原特异性淋巴细胞的克隆与扩增 TCR识别由MHC递呈的抗原分子，而BCR可以直接识别抗原分子。免疫活性细胞在识别抗原之后被抗原激活而迅速增殖（即克隆扩增），细胞数量激增上万倍，并分化为效应细 胞，少数成为记忆细

17、胞。外来抗原进入部位外来抗原进入部位 发生免疫应答的部位发生免疫应答的部位（四）外周淋巴器官与淋巴细胞循环（四）外周淋巴器官与淋巴细胞循环 （分布广泛，利于识别活化）（分布广泛，利于识别活化）血液 脾脏 呼吸道 扁桃体和颈部淋巴结 消化道 小肠黏膜相关淋巴组织 （MALT）皮肤 受侵部位的引流淋巴结（五）克隆清除与天然免疫耐受性（五）克隆清除与天然免疫耐受性T细胞和B细胞在正常情况下不会攻击自身成分，为什么？识别自身成分的各种识别自身成分的各种T、B细胞克隆在胚胎发细胞克隆在胚胎发育过程中被清除：育过程中被清除：识别自身成分的各种T细胞和B细胞克隆在识别抗原之后，不发生克隆扩增而是引起克隆凋亡

18、或处于无反应状态（免疫耐受免疫耐受）。三、天然免疫系统与获得性免疫三、天然免疫系统与获得性免疫系统的相互合作系统的相互合作Collaboration Between Innate and Adeptive Immune System T细胞免疫应答需要抗原递呈细胞（细胞免疫应答需要抗原递呈细胞（APC）递呈抗原递呈抗原才能启动免疫应答。才能启动免疫应答。B细胞免疫应答需要细胞免疫应答需要FDC捕捉抗原，捕捉抗原，B细胞直接识别细胞直接识别抗原，启动免疫应答。抗原，启动免疫应答。（一）获得性免疫应答的启动（一）获得性免疫应答的启动 APC：主要是树突细胞和巨噬细胞（即天然免疫细胞）FDC：淋巴结

19、中的滤泡树突细胞。表面有补体受体，可以使抗原滞留于淋巴结内，较长久地递呈给B细胞，启动B细胞免疫应答。2、抗体与补体的调理作用、抗体与补体的调理作用（二）抗体与补体、吞噬细胞、（二）抗体与补体、吞噬细胞、NK细胞的细胞的 协同作用协同作用1、抗体与抗原结合后能有效地激活补体，引起靶细胞的、抗体与抗原结合后能有效地激活补体，引起靶细胞的 溶解。溶解。抗体的IgG Fc段与吞噬细胞、NK细胞表面的相应受体结合后，可以通过ADCC效应效应更准确更有效地杀伤靶细胞。吞噬细胞表面有FcR1和和C3bR，抗体IgG和补体C3b可以结合于吞噬细胞表面，使其更准确更有效的吞噬杀伤病原生物。（三）细胞因子的作用

20、（三）细胞因子的作用（四）获得性免疫与天然免疫时间互补（四）获得性免疫与天然免疫时间互补 活化活化APC IL1，IL12 IFN-、IL18 诱导诱导T细胞活化细胞活化 获得性免疫系统：在初次接触抗原时，发挥效应获得性免疫系统：在初次接触抗原时，发挥效应较慢较慢（57天）免疫力强免疫力强、特异而有效。、特异而有效。天然免疫系统天然免疫系统:迅速迅速发挥效应发挥效应，但其防疫作用有限。但其防疫作用有限。1、天然免疫系统和获得性免疫系统的区别天然免疫系统和获得性免疫系统的区别2、抗原：理化特性、抗原：理化特性 特异性：特异性：T、B细胞表位细胞表位 免疫原性免疫原性 免疫耐受免疫耐受 分类：分类：TD与与TI抗原抗原3、获得性免疫系统的主要特点、获得性免疫系统的主要特点4、TCR、BCR与与MHC5、天然免疫系统与获得性免疫系统的相互协作。天然免疫系统与获得性免疫系统的相互协作。小小 结结