抗原的概念与特性

第一节　抗原的概念与特性

一、抗原的概念与特性

抗原（antigen, Ag）指能够诱导机体产生免疫应答，并能与相应的免疫应答产物在体内外发生特异性反应的物质。抗原具备两个基本特性，即免疫原性和反应原性。

免疫原性是指抗原分子能诱导机体产生抗体及致敏淋巴细胞的特性，它与抗原分子的理化性质及机体的免疫应答特性相关。反应原性又称为抗原性，指抗原分子能与相应的免疫应答产物在体内外发生特异反应的特性。反应原性只涉及抗原分子与免疫应答产物的相互作用，即分子与分子间的相互作用。

二、影响抗原免疫原性的因素

（一） 异物性

某种物质能否成为抗原从而诱导机体产生免疫应答以及免疫应答的强弱，首先决定于物质本身的若干性质，同时也取决于机体对该物质的应答能力。一种物质要成为抗原，首先应该具有异物性，也就是抗原成分与宿主的自身成分相异或与宿主有遗传差异。通常机体只对非己物质产生免疫应答。免疫学中所指的“异物”主要包括异种物质、同种异体物质及化学结构改变和与免疫系统隔绝的自身物质。例如，微生物及其代谢产物、异种动物血清蛋白或组织细胞等均是良好的抗原。抗原与宿主之间的种属关系越远，组织结构差异越大，其免疫原性就越强。

（二）抗原的理化性质

除了异物性，抗原本身的理化性状也是影响其免疫原性的重要因素。一般而言，作为一种具有免疫原性的物质，其相对分子质量至少应大于4×10³；作为一种免疫原性良好的抗原物质，其相对分子质量通常应在×10³以上；相对分子质量越大，其免疫原性就越强。但也有例外，如明胶的相对分子质量超过100×10³，但由于其结构简单，仅由直链氨基酸组成，在体内易被降解，故其免疫原性很弱；相反胰岛素的相对分子质量仅为5.×10³，却仍有一定的免疫原性，能刺激机体产生相应抗体。

从化学性质上看，一般蛋白质是良好的免疫原，多糖的免疫原性较弱，脂类和核酸一般不能诱导免疫应答。活化淋巴细胞的染色质、DNA和组蛋白等都具有免疫原性，能诱导自身产生抗核抗体。通常抗原分子的结构越复杂其免疫原性越强。天然蛋白质结构较复杂，无论是单纯的蛋白质还是糖蛋白、核蛋白或脂蛋白都是良好的抗原。多糖分子的免疫原性主要取决于单糖的数目和类型，通常结构复杂的多糖免疫原性较强，反之较弱。蛋白质免疫原性的强弱还取决于氨基酸的种类和组成，凡含有大量芳香族氨基酸的蛋白质，其免疫原性明显高于以非芳香族氨基酸为主的蛋白质，特别是含有酪氨酸的蛋白质往往具有更强的免疫原性，若在明胶分子上连接少量酪氨酸，可显著增强其免疫原性。

（三）抗原的分子构象和物理状态

一种抗原由于变性或结构松散而发生构象改变，虽然通常并不失去免疫原性，但可导致其免疫原性的改变。物理状态也会影响抗原的免疫原性，抗原分子处于聚合状态时较单体状态的免疫原性强；颗粒性抗原（如细菌、红细胞等）的免疫原性比可溶性抗原（如病毒、外毒素等）的免疫原性强。因此，对一些免疫原性弱的抗原，可采用聚合或吸附在某些大颗粒物质表面的方式，增强其免疫原性。

三、影响抗原免疫效果的其他因素

（一）免疫方式

抗原物质免疫原性的强弱还取决于抗原的免疫途径、抗原剂量、免疫次数以及免疫佐剂的选择等因素。抗原人工免疫时可因进入机体的途径不同而产生不同的免疫效果，多数抗原需经非消化道途径（皮内、皮下、静脉或腹腔等）进入机体才能产生良好的免疫效果，经口服用则易被消化、降解失去免疫原性。但刺激肠黏膜相关淋巴组织产生分泌型IgA的抗原物质，则需经适当处理后口服才能产生良好的免疫效果。每种抗原均有其免疫的最适剂量，剂量太高或太低都会诱导免疫耐受。大部分抗原需要多次免疫才能产生明显的免疫效果。选择合适的免疫佐剂，能增强机体对抗原的免疫应答能力。

（二）机体的应答能力

某种物质是否具有免疫原性，其免疫原性的强弱，还与机体对它的应答能力有关。例如，纯化的多糖对人和小鼠而言具有免疫原性，而免疫豚鼠则不能引起免疫应答。用近交系动物进行的研究发现，同一物种不同品系接受同一抗原刺激时，有些品系能发生免疫应答产生抗体，有些品系则不能产生抗体或只产生微量抗体。此外，动物的年龄、性别和健康状态也会影响机体对抗原的应答能力。一般青壮年比幼儿和老年人的免疫功能强。