免疫学基础(2)

淋巴细胞接触过的隔绝成分（晶状体蛋白、脑组织等）或非隔绝成分，但在感染、药物、烧伤、电离辐射等因素影响下构象发生改变的自身成分。

(四)异嗜性抗原：这类抗原与种族特异性无关，存在于人、动物、植物及微生物之间性质相同的抗原。该现象首先由瑞典病理学家Forssman 发现的，故又称为Forssman抗原。

此外又发现了多种异嗜性抗原，譬如E.ColiO86含有人的B血型抗原、肺炎球菌14型含有A血型抗原、溶血性链球菌含有肾小球基底膜与心肌抗原、梅毒螺旋体含有牛心肌抗原等等。

三、根据对胸腺(T细胞)的依赖性分类

(一)胸腺依赖性抗原这类抗原在刺激B细胞分化和产生抗体的过程中需要辅助性T细胞的协助。多数抗原都属此类，如异种组织与细胞、异种蛋白及人工复合抗原等。

(二)非胸腺依赖性抗原这类抗原直接刺激B细胞产生抗体，不需要T细胞的协助。如大肠杆菌脂多糖、肺炎球菌荚膜多糖等。

四、根据化学性质分类

依据化学性质，抗原可分为蛋白质、脂多糖、糖蛋白、脂蛋白、脂质、多糖和核酸抗原等。

五、根据制备来源和方法分为：

天然抗原、人工抗原（经化学修饰的天然抗原）和合成抗原 。 第六节 重要的天然抗原

一、微生物抗原及其代谢产物

(一) 细菌抗原 多种动物被细菌感染后可产生针对细菌表面各种抗原的多种抗体。按结构可分为三种：菌体抗原（称O 抗原）; 鞭毛抗原（称H 抗原）; 荚膜抗原（称K 抗原）。

由于每种抗原具有多种抗原决定簇，各具特性，因此每种细菌都是一个具有不同抗原的复合体。根据抗原组成的不同，同一种细菌又可分为不同的血清型。例如大肠杆菌目前已有164种O抗原，64种H抗原和103种K抗原，每一菌型根据全部抗原组成可写成一个抗原式，对血清型定型及流行病学调查有重要意义。如O111：K58（B）：H12.流感病毒颗粒形状与大小不均一，电镜下可见到病毒囊膜上主要有二种表面抗原，即血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)，HA与NA均属糖蛋白成分。

HAI的抗原具有多变性，其变异有两种类型，一种是抗原漂变，即病毒在传代时由于受宿主体内免疫环境的选择发生的较小的变异。另一种是抗原巨变，即抗原特异性发生较大的突变，每发生一次都产生新的毒株，由于机体对新的变异株无抵抗力，因而常引起一次较大的流行。

乙型肝炎病毒粒子外壳上含有乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)，由PⅠ和PⅡ二条肽链组成，均由病毒DNA的S基因编码，不同毒株的HBsAg具有共同的抗原决定簇α,然而也存在着不同的抗原决定簇，因此HBsAg有ad、ay、adw、adr、ayw、ayr等亚型。ad多见于健康带毒者，ay多见于急性病人。血清中有抗HBsAg的抗体表示以往有过乙型肝炎病毒感染。若再感染时，可出现回忆反应。

(三)毒素 很多细菌(如破伤风杆菌，肉毒梭菌)能产生内毒素和外毒素，外毒素其成分为糖蛋白或蛋白质，具有很强的抗原性，能刺激机体产生抗体，这种抗体称

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为抗毒素。外毒素经甲醛或其它方法处理后，毒力减弱或完全丧失，但仍保持其免疫原性，被称为类毒素。

(四)超级抗原(SAg)是存在于细菌和病毒中的一组抗原。该抗原特异性地与T细胞受体中的Vβ链(TCRVβ)结合，刺激与活化T细胞。在动物体内大约有1%～20%T细胞具有TCRVβ因而体内有大量的T细胞可识别SAg。T细胞识别SAg与经典的MHC－肽链(MHC－peptide)识别过程不同。在T细胞识别MHC－肽链的过程中，T细胞上所有的受体都须参与反应。因而，识别SAg的T细胞数量远远超过识别MHC－限制性特异肽链的T细胞，大约是其104倍。SAg以多种形式存在，例如哺乳动物肿瘤病毒、细菌外毒素等都存在超级抗原。（一进去就被杀死）

(五)其它微生物抗原 真菌、寄生虫及其虫卵都有特异性抗原，但其免疫原性较弱，交叉反应较多，一般很少用抗原性进行分类鉴定。

二、高等生物的抗原

(一)ABO血型抗原 ABO血型抗原是糖蛋白分子，其抗原决定簇在多糖链上，用A、B、H基因编码的特异酶可人为地改变红细胞的血型，这方面已经初步获得成功。

(二)动物血清与组织浸液 异种动物血清与组织浸液是良好的抗原。各种植物浸液也有良好的抗原性，如叶绿素即为良好的抗原。

(三)酶类物质 酶是蛋白质，因此具有良好的抗原性。

(四)激素 生长激素、肾上腺皮质激素、催乳素、胰高血糖素等蛋白类激素具有良好的抗原性，都能直接刺激机体产生抗体。一些小分子的脂溶性激素属于半抗原，用载体连接后可制成人工复合抗原，制备抗体后即可进行免疫检测。

第七节 人 工 抗 原

人工抗原有合成抗原与结合抗原两大类。

一、合成抗原:包括人工合成蛋白(如胰岛素，或合成一段肽链后，再连接上载体的复合抗原。

二、结合抗原:是将天然半抗原与载体物质连接制备成的抗原，如小分子的动、植物激素，某些化学元素如碘、汞、镍等，以及农药等半抗原与载体相连后即成为结合抗原。

第八节 佐 剂

一、佐剂:一种物质先于抗原或与抗原混合或同时注入动物体内，能非特异性地改变或增强机体对该抗原的特异性免疫应答，发挥辅助作用，这类物质统称为佐剂。按其作用原理又可将佐剂分为储存佐剂和中枢作用佐剂两类。

储存佐剂的作用是保护抗原，延长其在体内的滞留时间，使抗原缓慢释放，同时促进局部吞噬细胞反应，如果将其与抗原分开，即失去作用。例如铝胶佐剂、油包水乳化佐剂都属此类。

中枢作用佐剂的作用是直接刺激免疫活性细胞，若与抗原分开注射，仍具有免疫刺激作用。例如细菌内毒素、腊质D等都属于此类抗原等。

二、佐剂的作用机制 （一）对抗原的作用 1增加抗原的表面积 佐剂吸附抗原，增加抗原与免疫细胞的接触表面积，尤其是小分子可溶性抗原或半抗原，经胶体颗粒吸附后免疫动物，可提高抗体产量。

2提高抗原的免疫原性 佐剂抗原被吞噬细胞吞噬后，经加工处理，其免疫原

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性得到加强。

3延长抗原在局部组织内的滞留时间，以较少的免疫次数即可提高体液中的抗体含量。

4保护抗原(尤其是DNA、RNA)免受体内酶的分解。 (二)对机体的作用 1引起局部肉芽肿，促进局部炎症反应，增强吞噬细胞的活性。 2促进巨噬细胞和淋巴细胞的增殖与分化，增加T、B淋巴细胞的协同作用。 3增强淋巴细胞膜的活性并促进分泌辅助因子。 4引起佐剂病，有些动物(如大白鼠)因注射弗氏完全佐剂引起关节和关节周围发生炎症病变，该病又称为佐剂关节炎。

三、佐剂的类型

(一)不溶性铝盐类胶体佐剂 如氢氧化铝胶、明矾、磷酸三钙等。

(二)油水乳剂 这类佐剂是用矿物油、乳化剂及稳定剂(硬脂酸铝)按一定比例混合做为油相，然后与抗原液混合制成各种类型的油水乳剂，如油包水型乳剂(W/O)，水包油包水型双乳化佐剂等。油水乳剂中最著名的是弗氏佐剂。该佐剂是用矿物油(石腊油)、乳化剂(羊毛脂)和杀死的分枝杆菌(结核分枝杆菌或卡介苗)组成的油包水乳化佐剂，这三种成分俱全的佐剂称为弗氏完全佐剂(FCA)，不含分枝杆菌的佐剂为弗氏不完全佐剂(FIA)。

(三)微生物成分及其产物的佐剂 某些死的菌体及其成分，代谢产物等均可起到佐剂作用，例如:MDP(BCG细胞壁中的N-乙酰胞壁酰二肽)、肺炎克雷伯氏杆菌的荚膜多糖(CPSK)、革兰氏阴性菌脂多糖(LPS)、短小棒状杆菌和酵母菌的细胞壁成分、白色念球菌提取物、百日咳疫苗等。

(四)核酸及其类似物佐剂

(五)细胞因子佐剂 多种细胞因子都具有佐剂作用，可提高病毒、细菌和寄生虫疫苗的免疫效果。例如白细胞介素1(IL1)、白细胞介素2(IL2)、干扰素r蛋白等。

第九节 免疫增强剂

免疫增强剂是指单独使用即能引起机体出现短暂的免疫增强作用，这与佐剂是不同的。然而有些物质具有双重作用。免疫增强剂的种类繁多，按性质不同可分为生物性免疫增强剂、细菌性免疫增强剂、化学性免疫增强剂、中药免疫增强剂等。

第三章 抗体

第一节 免疫球蛋白与抗体的概念

1、免疫球蛋白简称Ig是指存在于人和动物血液、组织液及其它外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。免疫球蛋白普遍存在于血液、组织液及外分泌液中。

2、抗体：动物机体受到抗原物质的刺激后，由B淋巴细胞转化为浆细胞产生的，能与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白，这类免疫球蛋白称为抗体(简称Ab)。

抗体是机体对抗原物质产生免疫应答的重要产物，具有各种免疫功能，主要存在于动物的血液(血清)、淋巴液、组织液及其它外分泌液中，因此将抗体介导的免疫称为体液免疫。

a.膜表面免疫球蛋白：在成熟的B淋巴细胞表面具有抗原受体，其本质也是免疫球蛋白，称为膜表面免疫球蛋白(简称SmIg)。

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b、性质：抗体的化学本质是免疫球蛋白，它是免疫(生物)学和功能上的名词，是抗原的对立面，也就是说抗体是有针对性的，如某细菌或病毒的抗体。

c、分类：按其化学结构和抗原性的差异可分为IgG，IgM，IgA，IgE和IgD。 第二节 免疫球蛋白的分子结构

在1959-1963年R.Porter和G?¤Edelman采用酶及还原剂消化和分离免疫球蛋白技术，弄清了免疫球蛋白的基本结构，从而提出免疫球蛋白的结构模型。

一、免疫球蛋白的单体分子结构 (一)重链(H链)

重链大约是由420-440个氨基酸组成，分子量大约为50000-77000，两条重链之间由1对或1对以上的二硫键(－s－s－)互相连接。重链由可变区和恒定区组成：

1、可变区：重链从氨基端(N端)开始最初的110个氨基酸(约占整个重链的1/4)的排列顺序以及结构是随抗体分子的特异性不同而有所变化，这一区域称为重链的可变区(V区)，它赋于抗体以特异性。高(超)变区：在重链的可变区(VH)内部，有四个区域的氨基酸最易发生变化，称为高(超)变区，氨基酸残基位置分别位于31-37，51-58，84-91，101-1l0，其余的氨基酸变化较小，称为骨架区。

2、恒定区：其余的氨基酸(占重链的3/4)数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定，称为稳(恒)定区(C区)。

3、铰链区:位于两条重链的二硫键连接处附近（P53图） (二)轻链(L链)

轻链是由213-214个氨基酸组成，分子量约为22500。两条相同的轻链其羧基端(C端)靠二硫键分别与两条重链连接。

轻链从氨基端开始最初的109个氨基酸(约占轻链的1/2)的排列顺序以及结构是随抗体分子的特异性变化而有差异，称为轻链的可变区(V区)，与重链的可变区相对应，而构成抗体分子的抗原结合部位，其余的氨基酸比较稳定，称为轻链的恒定区(C区)。

在轻链的可变区(VL)内部有三个高变区，氨基酸残基位置分别位于26-32，48-55，90-95，这三个部位的氨基酸变化特别大。其余的氨基酸变化较小，称为骨架区。

轻链根据其结构和抗原性的不同可分为κ(Kappa)型和λ(Lambda)型两个型，各类免疫球蛋白的轻链都是相同的，而各类免疫球蛋白都有κ型和λ型两型轻链分子。κ型和λ型轻链的差别主要表现在C区氨基酸组成和结构的不同，因而抗原性不同，这也是轻链分型的依据。

免疫球蛋白的重链有五种类型-- γ、μ、а、ε、δ，由此决定了免疫球蛋白的类型，即IgG，IgM，IgA，IgE;IgD的重链分别为γ 、μ 、α、ε、δ。因此同一种动物，不同种类免疫球蛋白的差别就是由重链所决定的。

五类免疫球蛋白IgG，IgM，IgA，IgE，IgD的单体分子结构都是相似的，即是由两条相同的重链和两条相同的轻链四条肽链构成的\字形的分子。IgG，IgE，血清型IgA，IgD均是以单体分子形式存在的，IgM是以五个单体分子构成的五聚体，分泌型的IA是以二个单体构成的二聚体。

（三）免疫球蛋白的功能区

免疫球蛋白的多肽链分子可折叠成几个由链内二流键连接成的环状球形结构，称为功能区.

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IgG，IgA，IgD 的重链有四个功能区，其中一个功能区在可变区，其余在恒定区，分别称为VH、CH1、CH2、CH3； IgM 和IgE有5个功能区，即CH4。轻链有两个功能区，即VL和CL，分别位于可变区和恒定区，免疫球蛋白每个功能区都是由约110个氨基酸组成。

绞链区：CH1与CH2之间大约30个氨基酸残基的区域为免疫球蛋白的绞链区，由2-5个链间二硫键、CHl尾部和CH2头部的小段肽链构成。

三、 免疫球蛋白的水解片段与生物学活性 Porter(1959)应用木瓜蛋白酶将IgG水解，可将其重链于链间二硫键近氨基端处切断，得到了大小相近的三个片段，其中有两个相同的片段，可与抗原特异性结合，称为抗原结合片段，分子量为45000;另外一个片段可形成蛋白结晶，称为Fc片段，分子量为55000。

后来，Nisonoff又应用胃蛋白酶(pepsin)将IgG重链于链间二硫键近羧基端切断，获得了两个大小不同的片段，一个是具有双价抗体活性的F(ab\片段，另一个为若干小分子多肽碎片，称为pFc'片段，后者无任何生物学活性。

四、免疫球蛋白的特殊分子结构

(一) 连接链(J链)在免疫球蛋白中，IgM是由五个单体分子聚合而成的五聚体，分泌型的IgA是由二个单体分子聚合而成的二聚体，这些单体之间就是依靠J链连接起来的。

(二)分泌成分

分泌成分是分泌型IgA所特有的一种特殊结构。过去曾称为分泌片、转运片。SC为一种分子量约60000-70000的多肽链，含6%糖成分。它是由局部粘膜的上皮细胞所合成的，当IgA与J链在浆细胞内合成并连接，在通过粘膜上皮细胞的过程中，后者所合成的SC与之结合在一起，形成分泌型的二聚体。SC具有促进上皮细胞积极地从组织中吸收分泌型lgA，并将其释放于胃肠道和呼吸道内的作用;同时SC可防止IgA在消化道内为蛋白酶所降解，从而使IgA能发挥免疫作用。

第三节 免疫球蛋白的多样性 一、 免疫球蛋白的种类

免疫球蛋白可分为类、亚类、型、亚型及亚群等。 二、免疫球蛋白的血清型

免疫球蛋白的血清型又称抗原性、遗传标志或抗原性标志。蛋白质的抗原性决定于其分子结构，因此免疫球蛋白作为蛋白质，其多样性也必然反映在它的抗原性上。免疫球蛋白不仅在异种动物之间具有抗原性，而且在同一种属动物不同个体之间，以及自身体内同样是一种抗原物质，即可呈现出抗原特异性。免疫球蛋白的抗原性表现在以下三个方面:

(一)同种型:指在同一种属动物所有个体共同具有的抗原特异性,就是说在同一种动物不同个体之间同时存在不同类型的免疫球蛋白，不表现出抗原性，只是在异种动物之间才表现出抗原性。以上叙述的免疫球蛋白的类、亚类、型、亚型等均为免疫球蛋白的同种型。免疫球蛋白的同种型抗原决定簇主要存在于Ig的C区，表现在全部Ig的类、亚类、型、亚型的分子上，可用抗H链和L链的抗体用血清学方法进行鉴定。

(二)同种异型:又称同种异型特异性，是指免疫球蛋白在同一种动物不同个体之

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