第四节 医学上重要的抗原
一、病原生物及其代谢产物
各种病原生物如细菌、病毒、螺旋体、寄生虫等对机体均有较强的免疫原性。病原生物是一个含有多种抗原决定簇的天然抗原复合物。如细菌就有表面抗原、鞭毛抗原、菌毛抗原、菌体抗原、荚膜抗原等多种抗原成分，寄生虫的抗原结构则更为复杂。
病原生物的一些代谢产物也是典型的抗原，如细菌外毒素（exotoxin）具有很强的免疫原性，能刺激机体产生相应的抗体即抗毒素（antitoxin）。外毒素经0.3%～0.4%甲醛处理后，可使其失去毒性而保留免疫原性，称为类毒素（toxoid）。类毒素可作为人工自动免疫制剂，在预防相应疾病中起重要作用。
二、动物免疫血清
用类毒素免疫动物（如马、羊等）后，动物血清中可含大量相应的抗毒素抗体，即动物免疫血清。临床上常用抗毒素对相应疾病进行特异性治疗及紧急预防。这种来源于动物血清的抗毒素，既含抗毒素抗体，又含免疫血清。动物免疫血清对人体具有两面性。一方面可向机体提供特异性抗体（抗毒素），可以中和细菌产生的相应外毒素，起到防治疾病的作用；另一方面，对人而言又是一种具有免疫原性的异种蛋白质，可以刺激机体产生抗动物血清的抗体，当机体再次接受此种动物血清时，有可能发生超敏反应。
三、异嗜性抗原
异嗜性抗原（heterophile antigen）是一类与种属特异性无关，存在于不同种系生物间的共同抗原。有些病原微生物与人体某些组织具有共同抗原成分，是引起免疫性疾病的原因之一。如溶血性链球菌的多糖和蛋白质抗原与人体的心肌、心瓣膜或肾小球基底膜之间可有共同抗原存在，当机体感染了溶血性链球菌并产生相应的抗体后，可以与含有异嗜性抗原的上述组织细胞结合，通过免疫反应造成机体的组织损伤，临床表现为风湿热或肾小球肾炎。
有些异嗜性抗原的存在可以协助疾病的诊断。例如某些立克次体与变形杆菌之间有异嗜性抗原，临床上可用变形杆菌OX19、OX2和OXK菌株代替立克次体作为抗原，进行斑疹伤寒的辅助诊断，称为外斐反应（Weil-Felix reaction）。
四、同种异型抗原
同种异型抗原（allogenic antigen）是指在同一种属的不同个体之间存在的抗原。由于人类遗传基因的不同，细胞表面的抗原结构也存在差异，所以不同个体的细胞或组织之间存在同种异型抗原。人类重要的同种异型抗原有组织相容性抗原、免疫球蛋白遗传标志抗原和血型抗原。
（一）红细胞抗原（血型抗原）
1.ABO血型抗原
根据人类红细胞表面A、B抗原的不同，可将血型分为A型、B型、AB型和O型。
ABO血型不符的血液在体外混合可出现凝集现象，如输入人体内可引起溶血反应。临床输血前均要进行交叉配血（供血者红细胞加受血者血清、受血者红细胞加供血者血清），以防止错误输血引起严重的输血反应。目前在A、B血型抗原中均发现有亚型存在，在临床配血工作时应予以注意。
2.Rh血型抗原
人类红细胞上有一种与恒河猴红细胞相同的抗原，称为Rh抗原。根据红细胞表面Rh抗原的存在与否可将人类红细胞分为Rh阳性（Rh＋）和Rh阴性（Rh-）两种。人类血清中不存在抗Rh的天然抗体，抗Rh抗体仅在接受免疫的情况下产生。例如将Rh＋的血液输给Rh-的受者；或Rh-的母亲妊娠而胎儿为Rh＋，导致体内产生抗Rh抗体，如输入Rh＋红细胞或再次妊娠Rh＋胎儿时，则可能产生输血反应或新生儿溶血症。
（二）组织相容性抗原（人类白细胞抗原）
组织相容性抗原是一个复杂的抗原系统，是不同个体间进行器官或组织移植时供者与受者相互接受的程度，该抗原是产生移植排斥反应的基因群。因为组织相容性抗原首先在白细胞上发现，故又称人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）。该抗原存在于白细胞、淋巴细胞、血小板和一切有核细胞表面，主要参与免疫应答、免疫调节，并与移植排斥反应及某些疾病相关。
五、自身抗原
能引起机体发生免疫应答的自身成分称为自身抗原。正常情况下，机体对自身成分不产生免疫应答，即免疫耐受。但在某些特殊情况下（如自身成分结构改变、隐蔽抗原暴露、自身免疫细胞功能异常等），自身成分可成为抗原物质，引发免疫应答，导致自身免疫病。自身抗原主要包括隐蔽抗原和被修饰的自身抗原。
隐蔽抗原如脑组织、精子、甲状腺球蛋白、眼晶体蛋白等，在正常情况下，由于与免疫系统相对隔绝，不能激发免疫应答，当相关部位被感染或发生外伤及手术后，这些成分可进入血液，引起自身免疫应答。被修饰的自身抗原是自身组织成分在感染、烧伤、电离辐射、化学药物等因素的作用下，发生改变，出现新的抗原表位，引起自身免疫应答。
六、肿瘤抗原
肿瘤抗原是细胞在癌变过程中出现的新抗原及过度表达的抗原，肿瘤抗原分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原。
（一）肿瘤特异性抗原（tumor specific antigen，TSA）
肿瘤特异性抗原只存在于肿瘤细胞表面，为某一肿瘤细胞所特有的抗原。近年来已在黑色素瘤、结肠癌、乳腺癌等肿瘤细胞表面检测到肿瘤特异性抗原。
（二）肿瘤相关抗原（tumor associated antigen，TAA）
肿瘤相关抗原为非肿瘤细胞特有，正常细胞也可表达的抗原，但在细胞癌变时，其含量明显增加。此类抗原只表现出量的变化而无严格的肿瘤特异性。胚胎抗原是其中之一。胚胎抗原是指在胚胎发育阶段由胚胎细胞产生的正常成分，在胚胎发育后期减少，出生后逐渐消失或残留极微量，而细胞癌变时此类抗原重新生成。主要的胚胎抗原如下。
1.甲胎蛋白（alpha fetoprotein，AFP）
甲胎蛋白是胎儿肝细胞合成的一种糖蛋白，可抑制母体的免疫排斥。成年人几乎检测不到，肝细胞癌变时可大量表达。
2.癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）
如肠癌细胞等产生的癌胚抗原。
AFP和CEA在胚胎时期已出现，机体的免疫系统已对其产生免疫耐受，不会产生免疫应答，但可作为肿瘤标志，通过检测患者血清中AFP和CEA水平，有助于原发性肝癌和结肠癌的诊断。
七、超抗原
某些抗原物质，只需极低的浓度（1～10ng/mL）即可激活2%～20%的某些亚型的T细胞克隆，产生极强的免疫应答，但又不同于丝裂原的作用，这类抗原称为超抗原（super antigen，SAg）。
超抗原既可与抗原提呈细胞（APC）上的MHCⅡ类分子结合，也可与TCR Vβ链结合。超抗原不需经APC加工即可直接与MHCⅡ类分子非多态区外侧结合，而不是与抗原结合槽结合，因此无MHC限制性。在与T细胞作用时，超抗原只与TCR Vβ片段的外侧结合，并使具有同一Vβ区的多克隆T细胞活化。因此超抗原的作用无严格的抗原特异性。
超抗原主要有外源性超抗原和内源性超抗原两类。前者有金黄色葡萄球菌肠毒素A～E、人类免疫缺陷病毒gp120等；后者有小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白等，其表达于细胞表面，作为次要淋巴细胞刺激抗原刺激T细胞增殖。超抗原与某些食物中毒、自身免疫病、肿瘤及AIDS的发病有关。
知识链接
甲胎蛋白与肝癌
甲胎蛋白是一种糖蛋白。它是甲种胎儿蛋白的简称，英文缩写AFP。正常情况下，这种蛋白主要来自胚胎的肝细胞，胎儿出生后约两周后，甲胎蛋白从血液中消失，因此正常人血清中甲胎蛋白的含量尚不到每升20μg。但当肝细胞发生癌变时，却又恢复了产生这种蛋白质的功能。所以如在血中可查到甲胎蛋白的含量明显增高，应考虑肝癌的可能性。
甲胎蛋白最初用于肝癌的早期诊断。它在肝癌出现症状之前的8个月就已经升高，此时大多数肝癌患者仍无明显症状，肿瘤也较小。这类患者经过手术治疗后，预后可得到明显改善。现在甲胎蛋白还广泛地用于肝癌手术疗效的监测、术后的随访以及高危人群的随访中。不过正常怀孕的妇女，少数肝炎和肝硬化、生殖腺恶性肿瘤患者等的甲胎蛋白也会升高，但升高的幅度不如肝癌时甲胎蛋白的高。在利用甲胎蛋白诊断肝癌时要排除这些情况。另外，有些肝癌甲胎蛋白值可为正常，故应同时行影像学检查，增加诊断可靠性。
小 结
既有免疫原性又有抗原性的物质称为抗原或完全抗原；只有与抗体结合能力，而单独不能诱导抗体产生的物质称为半抗原。影响抗原免疫原性的因素包括异物性、理化特性、免疫方法和机体因素。决定免疫应答特异性的是抗原分子中的特殊化学基团，称为抗原决定簇或抗原表位。抗原根据激活B淋巴细胞产生抗体是否需要T淋巴细胞辅助可分胸腺依赖性抗原和胸腺非依赖性抗原；抗原按抗原与机体的亲缘关系的不同可分为异种抗原、同种异型抗原、自身抗原和异嗜性抗原。医学上重要的抗原主要有病原生物及其代谢产物、动物免疫血清、异嗜性抗原、同种异型抗原、自身抗原及肿瘤抗原等。
能力检测
1.简述抗原的特性和分类。
2.试述决定抗原特异性的结构基础。
3.简述医学上重要的抗原物质有哪些。
（张凯波 吴松泉）
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