抗原抗体结合是细胞免疫吗

时间：2022-05-13 理论教育版权反馈

【摘要】：如服用甲基多巴类药物后，可使红细胞表面化学结构发生改变，成为自身抗原，从而引起自身免疫性溶血性贫血。来自另一物种的抗原物质称为异种抗原。因此，使用动物免疫血清之前，必须进行皮肤过敏试验。目前用免疫学方法检测血型抗原，可帮助血型鉴定、亲子鉴定、案情辅证。肺炎支原体与MG株链球菌有共同抗原成分，可用MG株链球菌代替肺炎支原体进行临床血清学诊断。

单元四　抗原的种类

一、天然抗原

（一）自身抗原

能引起自身免疫应答的自身组织成分称为自身抗原。通常机体对自身成分不产生免疫应答，即免疫耐受。但在某些因素作用下（自身成分结构改变或隐蔽成分暴露等），自身成分可成为抗原，引起免疫应答，导致自身免疫病。

1.隐蔽的自身抗原　隐蔽的自身抗原即正常情况下与血流和免疫细胞相对隔绝的自身组织成分。主要有眼晶状体蛋白、眼葡萄膜色素蛋白、甲状腺球蛋白、精子和神经髓鞘磷脂碱性蛋白等。这些自身成分由于所处解剖位置特殊，在胚胎期未曾与自身淋巴细胞接触，机体未能对其建立免疫耐受。因此，如因外伤、感染或手术等使之进入血流，这些隐蔽的自身成分被释放，即成为自身抗原，刺激免疫系统（免疫细胞）可引起自身免疫应答，严重者则发生自身免疫病。如甲状腺球蛋白抗原释放引起的甲状腺炎（桥本甲状腺炎）；眼外伤眼葡萄膜色素蛋白释放引起的交感性眼炎；精子抗原释放引起的男性免疫性不育等。

2.修饰改变的自身抗原　某些物理、化学和生物因素（如微生物感染等）作用，自身组织细胞结构发生改变或暴露出新的抗原决定簇时，可刺激机体产生免疫应答，引起自身免疫病。如服用甲基多巴类药物后，可使红细胞表面化学结构发生改变，成为自身抗原，从而引起自身免疫性溶血性贫血。

（二）异种抗原

来自另一物种的抗原物质称为异种抗原。如各种病原微生物与其代谢产物、寄生虫及动物免疫血清等，对于人就是异种抗原。

1.病原微生物及其代谢产物　各种病原微生物，如细菌、病毒、立克次体、螺旋体、衣原体和寄生虫等，对机体均是良好的抗原。它们虽然结构简单，但化学组成相当复杂，含有多种不同的蛋白质、糖蛋白和类脂，所以是多种抗原决定簇组成的复合物。以细菌为例，其抗原成分包括：①表面抗原，如肺炎球菌的荚膜抗原和伤寒杆菌的Vi抗原；②菌体抗原，如肠道杆菌的O抗原；③鞭毛抗原，如伤寒杆菌的H抗原等。这些抗原可作为细菌鉴定分型的依据，而且在研究致病作用及疫苗制备上也有重要意义。

2.细菌外毒素和类毒素　细菌在生长代谢过程中，产生一些毒性物质也是很好的抗原，如外毒素，其成分为蛋白质，有很强的免疫原性，能刺激机体产生相应的抗毒素抗体，即抗毒素。外毒素经0.3%～0.4%甲醛溶液处理后，失去毒性而保留其免疫原性，成为类毒素，以此用于人工自动免疫，刺激机体产生相应抗体，可预防由外毒素引起的疾病，如白喉和破伤风病。

3.动物免疫血清　抗毒素是用类毒素免疫动物（马），采取其血清制备而成的。这种动物免疫血清（含抗毒素）对人体具有双重性：一方面提供特异性抗毒素抗体，能与体内相应的外毒素结合，用于防治外毒素引起的疾病；另一方面马血清对人体是异种抗原，可刺激机体产生抗体，可能发生超敏反应。因此，使用动物免疫血清之前，必须进行皮肤过敏试验。

（三）同种异型抗原

同种异型抗原是指在同一种属的不同个体之间存在的特异性抗原。人类重要的同种异型抗原包括：ABO血型抗原、Rh血型抗原和人类主要组织相容性抗原（人类白细胞抗原）系统。

1.ABO血型系统　根据人类红细胞膜表面A、B抗原种类的不同，可将血型分为A型、B型、O型和AB型四种类型。A型和B型血红细胞膜上分别有A抗原和B抗原；AB型血红细胞膜上有A抗原和B抗原两种；而在O型血红细胞膜上既无A抗原，又无B抗原。人类血清中存在天然血型抗体，如B型人血清中含有抗A抗体，A型人血清中含有抗B抗体；O型人血清中具有抗A和抗B两种抗体，而AB型人血清中无抗A和抗B抗体。ABO血型的天然抗体主要属IgM，不能通过胎盘。

ABO抗原物质不仅存在于人红细胞膜表面，也广泛存在于除中枢神经系统外的各种组织细胞表面，如血管内皮细胞等。此外，在唾液、精液、尿液和乳汁等体液中也可检出。目前用免疫学方法检测血型抗原，可帮助血型鉴定、亲子鉴定、案情辅证。

2.Rh血型系统　研究发现，将恒河猴红细胞免疫家兔后获得的抗体可与多数人的红细胞发生凝集，表明在人类红细胞和恒河猴红细胞表面具有相同的抗原成分，称之Rh抗原。红细胞表面有Rh抗原者为Rh^＋，缺乏者则为Rh^－。人类血清中不存在Rh血型的天然抗体，抗Rh抗体只是在接受Rh抗原刺激的情况下产生，如通过输血Rh^＋红细胞进入Rh^－者体内或Rh^－妇女怀一Rh^＋的胎儿，后者可因分娩时胎盘剥离导致胎儿Rh＋红细胞进入母体，刺激使之产生抗Rh抗体。此抗体为IgG类型抗体，若再次妊娠Rh＋胎儿时，即可通过IgG抗体与胎儿体内红细胞表面Rh抗原特异性结合，引起新生儿溶血症。

3.人类主要组织相容性抗原　人类主要组织相容性抗原，因首先在外周血白细胞表面发现，而得名人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）。HLA是最复杂的同种异型抗原，分布于所有有核细胞、血小板和胸腺上皮细胞表面，主要参与免疫应答和免疫调节，引起同种移植排斥反应等（详见任务三）。

（四）异嗜性抗原

异嗜性抗原是一类与种属特异性无关，存在于人、动物、植物或微生物之间的共同抗原，因首先由Forssman发现，故又称为Forssman抗原。在医学实践中，异嗜性抗原对于探讨疾病病因及协助诊断等方面具有重要作用。

1.用于免疫相关疾病的病因探讨　乙型溶血性链球菌的某些抗原与人体的肾小球基底膜、心瓣膜和心肌组织有共同抗原。当机体感染乙型溶血性链球菌所产生的抗体，除与该细菌特异性结合外，还可与含有共同抗原（异嗜性抗原）的组织（肾小球基底膜等）结合，通过免疫应答造成机体组织损伤，如链球菌感染后肾小球肾炎、心肌炎或风湿病等。此外，大肠杆菌O₁₄型的脂多糖与人结肠黏膜之间存在共同抗原，可导致溃疡性结肠炎的发生。

2.用于疾病的协助诊断　斑疹伤寒立克次体与变形杆菌OX19、OX2有共同抗原成分，临床可采用此变形杆菌菌株代替立克次体作为抗原，用其与斑疹伤寒患者的血清做凝集试验（外斐氏试验），进行辅助诊断。传染性单核细胞增多症病原体（EB病毒）与绵羊红细胞之间有共同抗原，可根据绵羊红细胞能否与患者血清发生凝集反应进行诊断。肺炎支原体与MG株链球菌有共同抗原成分，可用MG株链球菌代替肺炎支原体进行临床血清学诊断。

另外，与ABO天然血型抗体产生有关的异嗜性抗原，如大肠杆菌O₈₆型含人血型B物质，肺炎球菌14型含人血型A物质。

二、人工抗原

用化学合成法或基因重组法制备含有已知化学结构决定簇的抗原，称为人工抗原。它对免疫学理论研究和分子疫苗的制备都具有重要意义。

（一）人工结合抗原

将无免疫原性的简单化学基团如二硝基苯（DNP）或三硝基苯（TNP）与蛋白质载体偶联，形成载体－半抗原结合物，即为人工结合抗原。应用此种抗原证明了抗原与抗体特异结合的化学基础，以及在抗体生成过程中T细胞与B细胞的协同作用。

（二）人工合成抗原

用化学方法将活化氨基酸聚合，使之成为合成多肽。由一种氨基酸形成的聚合体称为同聚多肽，如由左旋赖氨酸形成的同聚多肽。由两种或两种以上氨基酸形成的聚合多肽称为共聚多肽，如由酪氨酸、谷氨酸与多聚丙氨酸和赖氨酸组成的共聚多肽。应用这些人工合成多肽可研究氨基酸种类、序列与蛋白质免疫反应性及免疫原性的关系，也可研究机体遗传性与免疫的关系。

（三）基因工程抗原

基因工程抗原是抗原基因通过质粒载体在原核或真核细胞中表达的蛋白质抗原，多以大肠杆菌或酵母菌为表达系统。用基因工程生产出来的抗原，大部分是无毒的，可以通过它来制造疫苗。基因工程抗原特异性强，反应迅速，灵敏性高，而且成本低。由于其相对分子质量大、稳定性好，能将特异性抗原决定簇基因融合表达，产物包含更多的抗原决定簇，可提高试剂盒的灵敏度，提高检出率。

三、胸腺依赖性抗原与胸腺非依赖性抗原

（一）胸腺依赖性抗原

胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen，TD－Ag）是指刺激B细胞产生抗体需T细胞的辅助的抗原。天然抗原大多为TD抗原，如细菌、病毒、细胞和血清蛋白等。其分子较大，结构复杂，抗原决定簇种类繁多，既有T细胞抗原决定簇，又有B细胞抗原决定簇。

（二）胸腺非依赖性抗原

胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen，TI－Ag）是指可直接刺激B细胞产生抗体不需要T细胞辅助的抗原，如细菌脂多糖、荚膜多糖和聚合鞭毛素等。该类抗原结构简单，同一B细胞抗原决定簇重复出现，能与B细胞表面抗原受体牢固结合，引起受体交联导致B细胞活化。TD－Ag和TI－Ag的主要特性见表2－2。

表2－2　TD－Ag与TI－Ag的主要特性比较

（邓维秀）

重点提示

1.抗原概念的理解　抗原是刺激宿主免疫系统发生特异性免疫应答的物质，是免疫应答的启动者和驱动力，但不是所有物质均可成为抗原，需要具备一定条件。抗原的意义在于为临床传染病的预防及诊断提供理论基础，有抗原才能引起免疫应答，建立免疫力，刺激机体产生的相应抗体，在体内与其结合可达到杀灭、清除病原和预防传染病的目的；在体外的结合可供临床检测和病原诊断、未知物质的分析鉴定等。

2.抗原的两种基本特性　具有免疫原性和免疫反应性的抗原，即通常所称的完全抗原。若某物质仅有免疫反应性而无免疫原性称半抗原，如青霉素等药物。由此说明，抗原可以具有两种性能，也可以仅具有免疫反应性。在体内，抗原要引发免疫应答必须具备两种性能。半抗原在某些诱因或人工条件下（如偶联载体）可具备两性。

3.抗原决定簇的概念　决定抗原特异性的物质基础是抗原决定簇，其本质是存在于抗原分子表面的特殊化学基团（或基本结构）。它们的性质、数目和空间构象决定着抗原特异性。只有表面的抗原决定簇才能发挥（被识别、结合）作用。一个抗原分子表面常有多种抗原决定簇，两种抗原间有各自特异的抗原决定簇，也可以有相同的抗原决定簇。特异性是免疫应答最重要的特点，也是免疫学诊断与防治的理论依据。

4.物质成为抗原的条件　自身条件必须是具有异物性的大分子物质并且化学结构稳定，不易被酶降解与破坏，能在体内较长时间停留，才具有免疫原性，可持续有效地刺激淋巴细胞产生抗体或效应T细胞，引起特异性免疫应答。但是作为抗原，进入机体后是否一定发生免疫反应，还与抗原免疫方式、宿主反应性有关。

5.异物性的意义　免疫应答的本质就是识别和排斥异物的应答，因此，抗原物质要激发免疫应答，必须具备异物性，具有异物性的物质可以是外源性的（如异种抗原或同种异体抗原），也可以是内源性的（如自身抗原）。

6.交叉反应的认识　交叉反应仍是抗原、抗体间的特异结合反应，只是针对的是共同抗原决定簇所发生的反应。可利用这种反应来交叉检测某些难以得到的抗原，但交叉反应会干扰检测方法对某种物质鉴定或疾病诊断的特异性。另一方面，由于共同抗原的存在而引起交叉免疫反应，可导致某些免疫性疾病发生，如链球菌感染后引起的肾小球肾炎、心肌炎或风湿病等。

目标检测

一、单项选择题

1.决定抗原特异性的物质基础是（　　）。

A.抗原决定簇　　　B.抗原的大小　　　C.抗原的电荷性质

D.载体的性质　　　E.抗原的物理性状

2.下列哪种物质不是TD－Ag？（　　）

A.血清蛋白　　B.细菌外毒素　　C.类毒素　　D.细菌脂多糖E.IgM

3.关于TI－Ag叙述正确的是（　　）。

A.只引起细胞免疫　　　　B.绝大多数为蛋白质　　C.不能引起回忆应答

D.产生抗体以IgG为主　　E.需要T细胞辅助

4.动物来源的破伤风抗毒素对人而言是（　　）。

A.半抗原　　　　　　　B.抗体　　　　C.抗原