抗原(antigen,简称Ag)
抗原(antigen,简称Ag)是指能够刺激机体产生抗体的物质,亦即任何能够触发免疫应答的物质。外源性分子可通过B细胞表面免疫球蛋白的识别,或者经过抗原呈递细胞的处理并与主要组织相容性复合体(MHC)结合形成复合物,进而激活T细胞,启动一系列免疫应答反应。
释义
抗原(Ag)是指所有能够诱导机体启动免疫应答的物质,即能够被T/B淋巴细胞表面的抗原受体(TCR/BCR)特异性地识别并结合,从而激活T/B细胞,促使其增殖分化,产生免疫应答产物(如致敏淋巴细胞或抗体),并且能够在体内外与这些产物发生特异性结合的物质。因此,抗原物质具备两个核心特性:一是免疫原性(immunogenicity),即抗原诱导机体产生特异性免疫应答,生成抗体和/或致敏淋巴细胞的能力;二是免疫反应性(immunoreactivity),即抗原能够与相应的免疫效应物质(抗体或致敏淋巴细胞)在体内外发生特异性结合反应的特性。
性质
抗原的基本特性涵盖异物性、大分子性以及特异性,具体阐述如下:
(1)异物性指的是,进入机体组织内部的抗原物质必须与该机体组织细胞的成分存在差异性。抗原通常指的是侵入机体的外源性物质,诸如细菌、病毒、花粉等;同时,不同物种间的物质亦可成为抗原,例如马血清中的诸多蛋白质在进入兔子体内后,即成为兔子的抗原;同种异体间的物质,如血型抗原、移植免疫中的抗原等,同样具备异物性;此外,机体内某些正常情况下与产生抗体的细胞相隔绝的成分,如眼晶状体蛋白、精子、甲状腺球蛋白等,在因外伤或感染等因素进入血液后,亦可被视为异物,引发自体产生抗体,形成自身抗原,进而可能诱发自身免疫疾病,如过敏性眼炎、甲状腺炎等。机体其他自身组织蛋白在遭受电离辐射、烧伤、某些化学药品及微生物等理化或生物因素作用而发生变性时,同样可能成为自身抗原,引发自身免疫疾病,如红斑狼疮、白细胞减少症、慢性肝炎等。
(2)大分子性意味着构成抗原的物质通常为相对分子质量超过10000的大分子物质,且分子量越大,其抗原性越强。绝大多数蛋白质均展现出良好的抗原性。抗原物质之所以多为大分子物质,原因在于大分子物质能在机体内停留较长时间,从而有足够的机会与免疫细胞(主要包括巨噬细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞)接触,并引发免疫细胞作出反应。相反,小分子物质因能迅速被机体排出,故缺乏与免疫细胞接触的机会,如大分子蛋白质经水解后形成的小分子物质即失去抗原性。
(3)特异性是指一种抗原仅能与其相对应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。抗原的特异性由其分子表面的特定化学基团所决定,这些化学基团被称为抗原决定簇。抗原通过抗原决定簇与相应淋巴细胞的抗原受体结合,从而激活淋巴细胞并引发免疫应答。换言之,淋巴细胞表面的抗原识别受体通过识别抗原决定簇来区分“自身”与“异己”。同样,抗原也是通过抗原决定簇与相应抗体发生特异性结合而产生反应的。因此,抗原决定簇是免疫应答和免疫反应具有特异性的物质基础。
抗原的分类综述如下
基于抗原的性质,可将其划分为两大类:完全抗原(complete antigen,简称抗原)和不完全抗原,亦称半抗原(hapten)。完全抗原兼具免疫原性与免疫反应性,如多数蛋白质、细菌、病毒及细菌外毒素等均属此类。而半抗原仅具免疫反应性,无免疫原性,需与蛋白质载体结合后方能获得免疫原性。半抗原进一步可分为复合半抗原和简单半抗原,前者仅具免疫反应性,如多数多糖和所有类脂;后者既无免疫原性,又无免疫反应性,但能阻断抗体与相应抗原或复合半抗原的结合,如肺炎球菌荚膜多糖的水解产物。
根据抗原刺激B细胞产生抗体是否依赖T细胞的协助,可将其分为胸腺依赖性抗原(TD-Ag)和胸腺非依赖性抗原(TI-Ag)。TD-Ag需T细胞辅助和巨噬细胞参与方能激活B细胞产生抗体,其免疫应答特点为能同时引发体液免疫和细胞免疫,产生IgG等多种类别抗体,并可诱导免疫记忆。而TI-Ag则无需T细胞辅助,可直接刺激B细胞产生抗体,其特点为仅能引起体液免疫,仅产生IgM类抗体,且无免疫记忆。
此外,根据抗原的来源,可将其分为异种抗原(xenoantigens)、同种异型抗原(alloantigens)、自身抗原(autoantigens)和异嗜性抗原(heterophilic antigens)。异种抗原存在于不同种族之间,如病原微生物、类毒素等;同种异型抗原存在于同一种族不同个体之间,如HLA、ABO血型抗原、Rh抗原、MHC等;自身抗原为自身成分,如隐蔽的自身抗原、改变的自身抗原等;异嗜性抗原则存在于不同物种间,表面无种属特异性,如溶血性链球菌与人心内膜或肾小球基底膜所具有的共同抗原。
另外,抗原还可根据来源进一步细分为内源性抗原和外源性抗原。内源性抗原指免疫效应细胞的靶细胞自身所产生的抗原;外源性抗原则指非抗原呈递细胞(APC)自身所产生的抗原。此外,抗原还可根据制备方式分为天然抗原(natural Ag)、人工抗原(artificial Ag)和合成抗原(synthetic Ag)等。
捕获与处理
辅佐细胞通过多种机制捕获抗原,其中包括吞噬作用(针对同种细胞或细菌等大型颗粒)和胞饮作用(针对病毒等微小颗粒或大分子)。这些吞噬和胞饮过程不具有抗原特异性,其识别机制可能与吞噬细胞与被吞噬颗粒之间的表面亲水性差异有关。此外,受体介导的内吞作用也是弱吞噬力辅佐细胞捕获抗原的主要途径,如B细胞可通过其表面的抗原受体(即免疫球蛋白)与特定抗原特异性结合,并将其内化进行处理。这些捕获机制与中性粒细胞的吞噬作用有所不同。
抗原处理(Antigen Processing)
抗原处理是指辅佐细胞将天然抗原转化为可被T辅助细胞(TH细胞)识别的形式的过程。这一过程涵盖抗原的变性、降解和修饰等步骤。例如,细菌在吞噬体内被溶菌酶消化降解,有效的抗原肽段经过整理修饰后,与主要组织相容性复合体Ⅱ类(MHCⅡ类)分子结合,随后被转运至细胞膜上。值得注意的是,可与MHCⅡ类分子结合的多为蛋白性抗原;多糖和脂类不易与MHCⅡ类分子结合,因此难以被TH细胞识别,通常不是良好的免疫原,但在某些情况下可诱导抗体性免疫应答。
递呈
抗原递呈(Antigen Presentation)是指辅佐细胞向辅助性T细胞展示抗原与MHCⅡ类分子的复合物,并使其与T细胞受体(TCR)结合的过程。这是淋巴细胞活化的关键步骤。在抗原递呈之前,处理后的抗原肽段已连接在MHC分子的肽结合槽中,形成TCR的配体。TCR与配体的结合模式尚未完全阐明,一种合理的说法是TCR的α和β链的可变区(V段)与MHC分子的α螺旋(构成肽结合槽的部分)接触,使得TCR的高可变连接部(V-J及V-D-J)与抗原肽段相结合,从而确保TCR对抗原的特异性识别。
超抗原的递呈具有独特模式,它无需胞内处理即可直接与MHCⅡ类分子结合。超抗原不结合在MHCⅡ类分子的肽结合槽内,而是结合在槽的外侧。在与TCR结合时,超抗原不结合TCR的α链,而只结合β链的可变区(V段)。超抗原与TCR和MHCⅡ类分子的结合均非常牢固,像一把双向钩子将T细胞和辅佐细胞紧密连接在一起,易于诱导T细胞活化。此外,任何超抗原都只与含有特定β链V段的TCR结合,这类TCR约占外周T细胞总数的1%~10%,这一比例远高于任何普通抗原所能识别的细胞数。因此,在某些产毒细胞感染时,易发生急性期毒素休克综合征,这是超抗原刺激的结果。
类别 | 内容描述 |
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定义 | 能够刺激机体产生抗体的物质,即任何能够触发免疫应答的物质。 |
核心特性 |
1. 免疫原性:诱导机体产生特异性免疫应答的能力。 2. 免疫反应性:与相应的免疫效应物质在体内外发生特异性结合反应的特性。 |
基本性质 |
1. 异物性:抗原物质必须与机体组织细胞成分存在差异性,包括外源性物质、不同物种间的物质、同种异体间的物质以及机体内某些正常情况下与产生抗体的细胞相隔绝的成分。 2. 大分子性:构成抗原的物质通常为相对分子质量超过10000的大分子物质,分子量越大,抗原性越强。 3. 特异性:一种抗原仅能与其相对应的抗体或效应T细胞发生特异性结合,由抗原决定簇决定。 |
分类 | 1. 完全抗原与半抗原: - 完全抗原:兼具免疫原性与免疫反应性。 - 半抗原:仅具免疫反应性,无免疫原性,需与蛋白质载体结合后方能获得免疫原性。 2. 胸腺依赖性抗原与胸腺非依赖性抗原: - 胸腺依赖性抗原(TD-Ag):需T细胞辅助和巨噬细胞参与方能激活B细胞产生抗体。 - 胸腺非依赖性抗原(TI-Ag):无需T细胞辅助,可直接刺激B细胞产生抗体。 3. 异种抗原、同种异型抗原、自身抗原与异嗜性抗原: - 异种抗原:存在于不同种族之间。 - 同种异型抗原:存在于同一种族不同个体之间。 - 自身抗原:自身成分。 - 异嗜性抗原:存在于不同物种间,表面无种属特异性。 4. 内源性抗原与外源性抗原: - 内源性抗原:免疫效应细胞的靶细胞自身所产生的抗原。 - 外源性抗原:非抗原呈递细胞(APC)自身所产生的抗原。 5. 天然抗原、人工抗原与合成抗原:根据制备方式分类。 |
捕获与处理 | 辅佐细胞通过多种机制捕获抗原,包括吞噬作用、胞饮作用和受体介导的内吞作用。 |
抗原处理(Antigen Processing) | 辅佐细胞将天然抗原转化为可被T辅助细胞(TH细胞)识别的形式的过程,涵盖抗原的变性、降解和修饰等步骤。 |
抗原递呈(Antigen Presentation) | 辅佐细胞向辅助性T细胞展示抗原与MHCⅡ类分子的复合物,并使其与T细胞受体(TCR)结合的过程,是淋巴细胞活化的关键步骤。 |
超抗原递呈 | 具有独特模式,无需胞内处理即可直接与MHCⅡ类分子结合,只与含有特定β链V段的TCR结合,易于诱导T细胞活化。 |
名称 | 货号 | 规格 |
柠檬酸钠-EDTA抗原修复液(40×) | abs9249-100ml | 100ml |
EDTA抗原修复液(50×) | abs9247-100ml | 100ml |
灭活肠道病毒71型抗原 | abs03004-25ul | 25ul |
Tris-EDTA抗原修复液(10×,pH9.0) | abs9342-100ml | 100ml |