抗原（能誘導機體發(fā)生免疫應答的物質(zhì)）

釋義

抗原(Ag)是指所有能誘導機體發(fā)生免疫應答的物質(zhì)。即能被T/B淋巴細胞表面的抗原受體(TCR/BCR)特異性識別與結(jié)合，活化T/B細胞．使之增殖分化，產(chǎn)生免疫應答產(chǎn)物(致敏淋巴細胞或抗體)，并能與相應產(chǎn)物在體內(nèi)外發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)。因此，抗原物質(zhì)具備兩個重要特性：免疫原性(immunogenicity)和免疫反應性(immunoreactivity)。免疫原性即指抗原誘導機體發(fā)生特異性免疫應答，產(chǎn)生抗體和/或致敏淋巴細胞的能力；免疫反應性是指能與相應的免疫效應物質(zhì)(抗體或致敏淋巴細胞)在體內(nèi)外發(fā)事特異性結(jié)合反應的能力。

性質(zhì)

抗原的基本性質(zhì)具有異物性、大分子性和特異性：

（1）異物性是指進入機體組織內(nèi)的抗原物質(zhì)，必須與該機體組織細胞的成分不相同?？乖话闶侵高M入機體內(nèi)的外來物質(zhì)，如細菌、病毒、花粉等；抗原也可以是不同物種間的物質(zhì)，如馬的血清進入兔子的體內(nèi)，馬血清中的許多蛋白質(zhì)就成為兔子的抗原物質(zhì)；同種異體間的物質(zhì)也可以成為抗原，如血型、移植免疫等；自體內(nèi)的某些隔絕成分也可以成為抗原，如眼睛水晶體蛋白質(zhì)、精細胞、甲狀腺球蛋白等，在正常情況下，是固定在機體的某一部位，與產(chǎn)生抗體的細胞相隔絕，因此不會引起自體產(chǎn)生抗體。但當受到外傷或感染，這些成分進入血液時，就像異物一樣也能引起自體產(chǎn)生抗體，這些對自體具有抗原性的物質(zhì)稱為自身抗原，所產(chǎn)生的抗體稱為自身抗體。由于自身抗體與自身抗原發(fā)生反應，于是就引起自身免疫疾病，如過敏性眼炎、甲狀腺炎等。機體其它自身組織的蛋白可因電離輻射、燒傷、某些化學藥品和某些微生物等理化和生物因素的作用發(fā)生變性時，也可成為自身抗原，引起自身免疫疾病，如紅斑狼瘡病、白細胞減少病、慢性肝炎等。

（2）大分子性是指構(gòu)成抗原的物質(zhì)通常是相對分子質(zhì)量大于10000的大分子物質(zhì)，分子量越大，抗原性越強。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)都是很好的抗原。為什么抗原物質(zhì)都是大分子物質(zhì)呢？這是因為大分子物質(zhì)能夠較長時間停留在機體內(nèi)，有足夠的時間和免疫細胞（主要是巨噬細胞、T淋巴細胞和B淋巴細胞）接觸，引起免疫細胞作出反應。如果外來物質(zhì)是小分子物質(zhì)，將很快被機體排出體外，沒有機會與免疫細胞接觸，如大分子蛋白質(zhì)經(jīng)水解后成為小分子物質(zhì)，就失了抗原性。

（3）特異性是指一種抗原只能與相應的抗體或效應T細胞發(fā)生特異性結(jié)合?？乖奶禺愋允怯煞肿颖砻娴奶囟ɑ瘜W基團所決定的，這些化學基團稱為抗原決定簇?？乖钥乖瓫Q定簇與相應淋巴細胞的抗原受體結(jié)合而激活淋巴細胞引起免疫應答。換言之，淋巴細胞表面的抗原識別受體通過識別抗原決定簇而區(qū)分“自身”與“異己”?？乖彩且钥乖瓫Q定簇與相應抗體特異性結(jié)合而發(fā)生反應的。因此，抗原決定簇是免疫應答和免疫反應具有特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

結(jié)構(gòu)介紹

抗原在化學結(jié)構(gòu)上與機體自身不同，具有異物性：①異種物質(zhì)。從生物進化過程來看，異種動物間的血緣關(guān)系越遠，則免疫原性越強。如馬的血清和各種微生物與人的血緣關(guān)系遠，所以免疫原性強。而馬的血清與驢、騾的血緣關(guān)系近，所以免疫原性相對就弱。②同種異體物質(zhì)。如人的紅細胞抗原物質(zhì)和人的白細胞抗原等。③自身物質(zhì)。自身物質(zhì)一般不具免疫原性。有些物質(zhì)如隱蔽的自身成分（眼晶體蛋白、精子等），在正常情況下與免疫系統(tǒng)是隔絕的。但是一旦屏障遭到破壞，這些物質(zhì)進入血流，即可與免疫活性細胞接觸而成為自身抗原異物。另外，自身物質(zhì)在外傷、感染、藥物和射線的影響下，其理化性質(zhì)發(fā)生質(zhì)的改變時，也可成為具有免疫原性的抗原物質(zhì)。

抗原的分類

根據(jù)抗原性質(zhì)分為兩類：完全抗原和不完全抗原。完全抗原（complete antigen）簡稱抗原。是一類既有免疫原性，又有免疫反應性的物質(zhì)。如大多數(shù)蛋白質(zhì)、細菌、病毒、細菌外毒素等都是完全抗原。

不完全抗原，即半抗原（hapten）是只具有免疫反應性，而無免疫原性的物質(zhì)，故又稱不完全抗原。半抗原與蛋白質(zhì)載體結(jié)合后，就獲得了免疫原性。又可分為復合半抗原和簡單半抗原。復合半抗原不具有免疫原性，只具免疫反應性，如絕大多數(shù)多糖（如肺炎球菌的莢膜多糖）和所有的類脂等；簡單半抗原既不具免疫原性，又不具免疫反應性，但能阻止抗體與相應抗原或復合半抗原結(jié)合。如肺炎球菌莢膜多糖的水解產(chǎn)物等。

根據(jù)抗原刺激B細胞產(chǎn)生抗體是否需要T細胞協(xié)助分類，可分為胸腺依賴性抗原（TD-Ag）和胸腺非依賴性抗原（TI-Ag）。TD-Ag是指需要T細胞輔助和巨噬細胞參與才能激活B細胞產(chǎn)生抗體的抗原性物質(zhì)。TD抗原免疫應答特點：能引起體液免疫應答也能引起細胞免疫應答；產(chǎn)生IgG等多種類別抗體；可誘導產(chǎn)生免疫記憶。TI-Ag是指無需T細胞輔助可直接刺激B細胞產(chǎn)生抗體的抗原，特點：只能引起體液免疫應答；只能產(chǎn)生IgM類抗體；無免疫記憶

根據(jù)抗原的來源可將抗原分為（1）異種抗原（xenoantigens）：病原微生物、類毒素等不同種族之間的抗原；（2）同種異型抗原9alloantigens)：存在于同一種族不同個體之間的抗原，如HLA，ABO血型抗原，Rh抗原, MHC等；（3）自身抗原（autoantigens）：自身成分，分為隱蔽的自身抗原、改變的自身抗原等，如眼晶狀體蛋白等；（4）異嗜性抗原（heterophilic antigens）：又稱Forssman抗原，存在于不同物種間表面無種屬特異性的共同抗原，可存在于動物、植物、微生物及人類中，如溶血性鏈球菌于人心內(nèi)膜或腎小球基底膜所具有的共同抗原就是異嗜性抗原。

此外，抗原還可分為（1）內(nèi)源性抗原：指免疫效應細胞的靶細胞自身所產(chǎn)生的抗原；（2）外源性抗原：指非APC自身所產(chǎn)生的抗原。以及天然抗原(natural Ag)、人工抗原(artificial Ag)、合成抗原(synthetic Ag)等。

處理與遞呈

輔佐細胞可通過多種方法捕獲抗原，例如吞噬作用（對同種細胞或細菌等大型顆粒）和胞飲作用（對病毒等微小顆?；虼蠓肿樱┑?。這種吞噬和吞飲作用無抗原特異性，可能的識別機制在于吞噬細胞與被吞噬顆粒之間的表面親水性差異。另外還有受體介導的內(nèi)攝作用，這是弱吞噬力的輔佐細胞捕獲抗原的主要方式，例如B細胞可借助抗原受體（表面免疫球蛋白）與相應的抗原特異性結(jié)合，并將抗原內(nèi)化處理。這些捕獲方式與中性粒細胞的吞噬作用。抗原處理（antigenprocessing）是指輔佐細胞將天然抗原轉(zhuǎn)變成可被TH細胞識別形式的過程；這一過程包括抗原變性、降解和修飾等。例如細菌在吞噬體內(nèi)被溶菌酶消化降解，將有效的抗原肽段加以整理修飾，并將其與MHCⅡ類分子相連接，然后轉(zhuǎn)運到細胞膜上。

可與MHCⅡ類分子結(jié)合的都是蛋白性抗原；多糖和脂類不易于MHCⅡ類分子連接，難以被TH細胞識別，因而多不是良好的免疫原；但有時可以誘導抗體性免疫應答。

抗原遞呈（antigenpresentation）是輔佐細胞向輔助性T細胞展示抗原和MHCⅡ類分子的復合物，并使之與TCR結(jié)合的過程。這個過程是幾乎所有淋巴細胞活化的必需步驟。抗原遞呈之前，經(jīng)處理后的抗原肽段已經(jīng)連接在MHC分子頂端的槽中，這個復合物便是TCR的配體。TCR與配體結(jié)合的精確模式尚未清楚，一個合理的說法是TCR中α和β鏈的V段接觸MHC分子的α螺旋（形成MHC分子頂端槽的肽段），使高可變的連接部（V-J及V-D-J）與抗原肽段相結(jié)合。這樣保證了TCR識別抗原的特異性。

超抗原的遞呈有獨特的模式，它不需要胞內(nèi)處理，可以直接與MHCⅡ類分子結(jié)合。超抗原不結(jié)合在MHCⅡ類分子的頂端槽中，而是結(jié)合在槽的外側(cè)；與TCR結(jié)合時，不結(jié)合其α鏈，只結(jié)合β鏈的V節(jié)段。超抗原對TCR和MHCⅡ類分子的結(jié)合都非常牢固，象一支雙向鉤子將T細胞和輔佐細胞緊緊地連在一起，很容易使T細胞活化。另外，任何超抗原都只與含特殊β鏈V節(jié)段的TCR結(jié)合，這樣的TCR約占外周T細胞總數(shù)的1%～10%，這一數(shù)字遠遠大于任何普通抗原所能識別的細胞數(shù)；所以某些產(chǎn)毒細胞感染時，容易發(fā)生急性期素休克綜合征，就是超抗原刺激的結(jié)果。

人類有關(guān)抗原

在醫(yī)療中將病原微生物制成疫苗進行預防接種，可以提高人的免疫力。也可以根據(jù)微生物抗原的特異性進行各種免疫學試驗，幫助診斷疾病。

有兩大類，一類是紅細胞血型抗原，包括A、B、O血型抗原，Rh血型抗原等。不同血型間相互輸血，可引起嚴重的輸血反應；另一類是存在于人類白細胞細胞膜上的人類白細胞抗原（HLA），又稱主要組織相容性抗原。它們與血型抗原一樣，也是由遺傳決定的，受染色體上的基因控制。不同的個體（同卵雙生者除外）其組織細胞的組織相容性抗原絕大多數(shù)不完全相同，因此，在同種異體進行皮膚或臟器移植時，常因供者移植物中存在受者所沒有的抗原成分，刺激受者產(chǎn)生對移植物的免疫反應，導致移植物受到排斥而壞死脫落。

臨床上常用的各種抗毒素血清，一般都是用免疫馬來制備的。一方面，抗毒素能中和與其相應的外毒素，起到防治疾病的作用；另一方面，它能刺激人體產(chǎn)生抗馬血清蛋白的抗體，當再次接受馬的免疫血清時，有可能發(fā)生超敏反應。

一類與種屬特異性無關(guān)的、存在于人以及某些動物、植物、微生物的性質(zhì)相同的抗原。

由物理的、化學的因素或某些病毒誘發(fā)的實驗動物腫瘤，其細胞中或細胞表面均出現(xiàn)特異性抗原，稱為腫瘤特異性抗原。已證實在某些人類腫瘤中心存在著與病毒密切相關(guān)的抗原。