抗原的性质

一、抗原的性质

（一）异物性

异物指的是其化学组成和结构与宿主自身成分相异或在胚胎期未与宿主免疫细胞接触过的物质。免疫应答的本质是识别和排除异物，因此，作为免疫应答始动因素的抗原必须具有异物性，这是抗原的首要性质。抗原的来源与宿主种系关系越远，化学组成和结构差别越大的物质，其免疫原性越强；而亲缘关系越近，化学组成和结构差别越小的，免疫原性越弱。如器官移植时，异种移植物排斥强烈，不能存活；同种移植物排斥较弱，可存活一定期限；而自身移植物不排斥，可长期存活。具有异物性的物质通常分为以下三类：

1.异种物质　来源于另一物种的物质，如各种病原生物及其代谢产物、异种动物蛋白和植物蛋白等。

2.同种异体物质　同种不同个体间的组织结构成分存在不同程度的差异而构成抗原物质，如人类红细胞表面血型抗原和主要组织相容性抗原等。

3.自身物质　正常情况下，自身组织成分无免疫原性，但在某些异常情况下，自身组织成分也可以具有免疫原性。如在外伤、感染等理化和生物因素的作用下，使自身正常组织结构发生改变或隐蔽的自身成分（与免疫成分隔绝或胚胎期未与免疫系统接触过，如甲状腺球蛋白、眼晶状体蛋白、精子等）释放。

（二）理化特性

抗原为有机物，但并非有机物均为抗原。有机物成为抗原必须具备一定的理化特性，这是决定其免疫原性强弱的重要因素。

1.一定的相对分子质量　分子大小可影响物质的免疫原性形成。在一定范围内，相对分子质量越大，免疫原性越强。一个有效免疫原的相对分子质量大多在10 kD以上，而低于4.0 kD者一般无免疫原性。这可能是因大分子物质在水溶液中易形成胶体，在体内停留的时间较长，与免疫细胞接触的机会较多，有利于刺激机体产生免疫应答。另外，大分子物质的化学结构比较复杂，所含抗原决定簇的种类和数量也相对较多，对免疫细胞具有更强的刺激作用。

蛋白质的相对分子质量较大，有良好的免疫原性；糖类物质的相对分子质量较小，多数单糖不具有免疫原性，而聚合成多糖时可以具有免疫原性；脂类则一般无免疫原性。

2.一定的化学结构　抗原不仅要求一定的相对分子质量，而且要求抗原物质表面具有复杂的化学结构。含有大量芳香族氨基酸，尤其是含有酪氨酸的抗原免疫原性较强，反之免疫原性就弱；多支链或带环状结构的抗原免疫原性较强，直链结构的物质一般缺乏免疫原性。如明胶的相对分子质量高达100 kD，但因其是无分支的直链结构，缺乏环状基团，稳定性差，故免疫原性极弱；胰岛素的相对分子质量仅为5.7 kD，但因其含有芳香族氨基酸，却有良好的免疫原性。

另外抗原分子的空间构象是否与免疫细胞表面的抗原受体相吻合，以及二者之间相互接触的难易程度也直接影响到抗原的免疫原性（图2-2）。

图2-2　抗原氨基酸残基的位置和间距与免疫原性的关系

多聚赖氨酸　多聚丙氨酸　●酷氨酸　○谷氨酸

3.一定的物理状态　抗原物质的物理状态与免疫原性的强弱有关。一般而言，聚合状态的蛋白质较单体蛋白质的免疫原性强；颗粒性抗原强于可溶性抗原。因此将免疫原性弱的物质吸附在某些大颗粒表面，可增强其免疫原性。