抗原的异物性和特异性

第二节　抗原的异物性和特异性

一、抗原的异物性

异物性是构成抗原首要的最基本的条件。它是指化学结构与宿主的自身成分相异（即异种／同种异体物质）或在胚胎期机体的免疫细胞从未接触过（某些自身物质）的物质。异物性是抗原的必要条件，只有异物才可能成为抗原。一般来说，抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，其免疫原性就越强，易被淋巴细胞识别，产生特异性免疫应答。具备异物性的物质有以下3种。

1．异种物质　绝大多数抗原都是异种物质。病原微生物及其代谢产物、异种蛋白质等对人体而言均属异种物质，具有强的免疫原性。从生物进化过程来看，生物间的种系关系越远，其组织成分化学结构的差异就越大，免疫原性也就越强。如马血清对人来说是强抗原，对驴而言则是弱抗原。

2．同种异型物质　同一种类不同个体之间，由于遗传基因不同，其组织成分的化学结构也有差异。因此同种异体之间的物质也具有免疫原性，可以是抗原物质。如人类的红细胞表面的ABO血型抗原、白细胞及其他有核细胞表面的主要组织相容性抗原。因而不同血型间输血或不同个体间进行器官移植，会导致输血反应或移植排斥反应。

3．自身物质　在正常情况下，机体自身组织成分无免疫原性，即免疫系统对自身成分耐受。但在某些异常或特殊情况下，如在感染、烧伤、电离辐射、药物等因素刺激下，导致体内自身成分的结构发生改变而具有异物性，成为自身抗原，或某些与免疫细胞隔绝的隐蔽性自身成分进入血流，成为自身抗原，引起免疫系统对自身物质进行识别，产生自身免疫反应。免疫学认为：凡胚胎时期未与淋巴细胞接触过的物质，均可视为异物。

二、抗原的特异性

特异性（specificity）是指物质之间的相互吻合性或针对性、专一性。抗原的特异性表现在两个方面，即免疫原性的特异性和免疫反应性的特异性。前者是指某一特定抗原只能激发具有相应受体的淋巴细胞产生特定的免疫应答，产生针对该抗原的特异性抗体或致敏淋巴细胞；后者是指某一特定抗原只能与其相应的抗体或致敏淋巴细胞特异性结合并发生反应。决定抗原特异性的物质基础是抗原分子中的抗原决定簇。

（一）抗原决定簇

抗原决定簇（antigenic determinant，AD）也称抗原决定基，是指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，该化学基团能与抗体分子特异性结合或能被淋巴细胞抗原受体识别，因其常位于抗原分子的表面，故又称为表位（epitope）。抗原通过抗原决定簇与相应淋巴细胞表面的抗原受体结合，从而激活淋巴细胞，引起免疫应答；抗原通过抗原决定簇与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合发挥免疫效应。因此，抗原决定簇既是抗原被免疫细胞识别的靶结构，也是抗原与免疫应答产物结合的靶结构，是免疫反应具有特异性的物质基础。

抗原分子表面能与抗体结合的抗原决定簇的总数称为抗原结合价。大多数天然抗原具有多个相同或不同的抗原决定簇，为多价抗原。一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种相应的抗体或致敏淋巴细胞。

（二）抗原决定簇的分类

1．构象表位和连续表位　构象表位是指序列上不相连的氨基酸残基在空间上通过折叠而成，为B细胞或抗体识别的表位，一般位于分子表面（图2－1）。连续表位是指一段序列相连的氨基酸片段，又称线性表位，多位于细胞内部，主要是T细胞识别的表位，B细胞也可识别连续表位。

图2－1　构象表位和连续表位示意图

2．T细胞和B细胞表位　在免疫应答中，供T细胞抗原受体（TCR）识别的抗原决定簇称T细胞表位。此类决定基一般不位于抗原分子表面，必须由抗原递呈细胞（APC）加工处理后，并与其主要组织相容性复合体（MHC）分子结合后，才能被TCR识别。供B细胞抗原受体（BCR）识别的抗原决定簇称B细胞表位。B细胞表位往往是天然的，可直接与BCR结合，无需APC加工处理，也无需与MHC分子结合，其识别的表位多位于抗原分子表面。

抗原与抗体的反应具有高度特异性，这种特异性不仅取决于表位的化学组成，而且也与表位中化学基团的空间排列和立体构象密切相关。

（三）共同抗原与交叉反应

天然抗原分子表面通常带有多种抗原决定簇，同一种抗原分子中存在相同的表位，不同种抗原分子之间也存在相同或相似的抗原决定簇，我们把不同抗原分子间的相同或相似抗原决定簇称为共同抗原。存在于不同种属生物间的共同抗原称为异嗜性抗原，如A族溶血性链球菌表面成分可与人类肾小球基底膜和心脏瓣膜以及心肌组织等之间有异嗜性抗原存在。亲缘关系很近的生物间的共同抗原成为类属抗原。

每一种抗原决定簇可刺激机体产生一种特异性抗体，因此复杂的抗原可刺激机体产生多种抗体，如伤寒病人的血清中既有抗伤寒杆菌鞭毛的抗体，又有多种抗菌体抗原的抗体。由于共同抗原的存在，一种抗体除可与刺激其产生的特异性抗原结合外，还可与具有相同或相似抗原决定簇的抗原特异性结合，此种现象称为交叉反应。血清学诊断（即抗原抗体反应）中由于共同抗原的存在，经常会出现交叉反应，易造成判断上的混乱，给免疫学诊断带来困难；但根据交叉反应的原理，利用容易得到的某种共同抗原（或抗体），在血清学试验中检测体内相应的抗体（或抗原），在临床疾病的辅助诊断上有重要意义。例如，外斐反应就是利用变形杆菌O抗原与斑疹伤寒立克次体和恙虫病立克次体有共同抗原，用变形杆菌代替立克次体作为抗原与相应病人血清进行交叉凝集反应，辅助诊断立克次体病。