抗原
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抗原，是指能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生（特異性）免疫應(yīng)答，并能與免疫應(yīng)答產(chǎn)物抗體和致敏淋巴細(xì)胞在體外結(jié)合，發(fā)生免疫效應(yīng)（特異性反應(yīng)）的物質(zhì)?？乖幕咎匦杂袃煞N，一是誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的能力，也就是免疫原性，二是與免疫應(yīng)答的產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，也就是抗原性。鑒于甲型流感在世界范圍呈現(xiàn)較大感染，2010年1月18日，中國國家衛(wèi)生部發(fā)布關(guān)于增補(bǔ)甲型流感病毒抗原檢測臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目的通知。通知稱，根據(jù)臨床工作實(shí)際需求，經(jīng)專家論證研究，決定增補(bǔ)甲型流感病毒抗原檢測臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目，納入《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目目錄》。請各醫(yī)療機(jī)構(gòu)遵照執(zhí)行。
目錄 |
●概念解釋
抗原(antigen, Ag) ，是指能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生（特異性）免疫應(yīng)答，并能與免疫應(yīng)答產(chǎn)物抗體和致敏淋巴細(xì)胞在體外結(jié)合，發(fā)生免疫效應(yīng)（特異性反應(yīng)）的物質(zhì)。
抗原的基本能力是免疫原性和反應(yīng)原性。免疫原性是指能夠刺激機(jī)體形成特異抗體或致敏淋巴細(xì)胞的能力。反應(yīng)原性是指能與由它刺激所產(chǎn)生的抗體或致敏淋巴細(xì)胞發(fā)生特異性反應(yīng)。具備免疫原性和反應(yīng)原性兩種能力的物質(zhì)稱為完全抗原，如病原體、異種動物血清等。只具有反應(yīng)原性而沒有免
疫原性的物質(zhì)，稱為半抗原，如青霉素、磺胺等。半抗原沒有免疫原性，不會引起免疫反應(yīng)。但在某些特殊情況下，如果半抗原和大分子蛋白質(zhì)結(jié)合以后，就獲得了免疫原性而變成完全抗原，也就可以刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體和效應(yīng)細(xì)胞。在青霉素進(jìn)入體內(nèi)后，如果其降解產(chǎn)物和組織蛋白結(jié)合，就獲得了免疫原性，并刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗青霉素抗體。當(dāng)青霉素再次注射人體內(nèi)時，抗青霉素抗體立即與青霉素結(jié)合，產(chǎn)生病理性免疫反應(yīng)，出現(xiàn)皮疹或過敏性休克，甚至危及生命。
●性質(zhì)介紹
抗原的基本性質(zhì)具有異物性、大分子性和特異性。異物性是指進(jìn)入機(jī)體組織內(nèi)的抗原物質(zhì)，必須與該機(jī)體組織細(xì)胞的成分不相同。抗原一般是指進(jìn)入機(jī)體內(nèi)的外來物質(zhì)，如細(xì)菌、病毒、花粉等；抗原也可以是不同物種間的物質(zhì)，如馬的血清進(jìn)入兔子的體內(nèi)，馬血清中的許多蛋白質(zhì)就成為兔子的抗原物質(zhì)；同種異體間的物質(zhì)也可以成為抗原，如血型、移植免疫等；自體內(nèi)的某些隔絕成分也可以成為抗原，如眼睛水晶體蛋白質(zhì)、精細(xì)胞、甲狀腺球蛋白等，在正常情況下，是固定在機(jī)體的某一部位，與產(chǎn)生抗體的細(xì)胞相隔絕，因此不會引起自體產(chǎn)生抗體。但當(dāng)受到外傷或感染，這些成分進(jìn)入血液時，就像異物一樣也能引起自體產(chǎn)生抗體，這些對自體具有抗原性的物質(zhì)稱為自身抗原，所產(chǎn)生的抗體稱為自身抗體。由于自身抗體與自身抗原發(fā)生反應(yīng)，于是就引起自身免疫疾病，如過敏性眼炎、甲狀腺炎等。機(jī)體其它自身組織的蛋白可因電離輻射、燒傷、某些化學(xué)藥品和某些微生物等理化和生物因素的作用發(fā)生變性時，也可成為自身抗原，引起自身免疫疾病，如紅斑狼瘡病、白細(xì)胞減少病、慢性肝炎等。大分子性是指構(gòu)成抗原的物質(zhì)通過是相對分子質(zhì)量大于10000的大分子物質(zhì)，分子量越大，抗原性越強(qiáng)。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)都是很好的抗原。為什么抗原物質(zhì)都是大分子物質(zhì)呢？這是因?yàn)榇蠓肿游镔|(zhì)能夠較長時間停留在機(jī)體內(nèi)，有足夠的時間和免疫細(xì)胞（主要是巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞）接觸，引起免疫細(xì)胞作出反應(yīng)。如果外來物質(zhì)是小分子物質(zhì)，將很快被機(jī)體排出體外，沒有機(jī)會與免疫細(xì)胞接觸，如大分子蛋白質(zhì)經(jīng)水解后成為小分子物質(zhì)，就失了抗原性。特異性是指一種抗原只能與相應(yīng)的抗體或效應(yīng)T細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合?？乖奶禺愋允怯煞肿颖砻娴奶囟ɑ瘜W(xué)基團(tuán)所決定的，這些化學(xué)基團(tuán)稱為抗原決定簇?？乖钥乖瓫Q定簇與相應(yīng)淋巴細(xì)胞的抗原受體結(jié)合而激活淋巴細(xì)胞引起免疫應(yīng)答。換言之，淋巴細(xì)胞表面的抗原識別受體通過識別抗原決定簇而區(qū)分“自身”與“異己”?？乖彩且钥乖瓫Q定簇與相應(yīng)抗體特異性結(jié)合而發(fā)生反應(yīng)的。因此，抗原決定簇是免疫應(yīng)答和免疫反應(yīng)具有特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。
●結(jié)構(gòu)介紹
抗原在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與機(jī)體自身不同，具有異物性：①異種物質(zhì)。從生物進(jìn)化過程來看，異種動物間的
血緣關(guān)系越遠(yuǎn)，則免疫原性越強(qiáng)。如馬的血清和各種微生物與人的血緣關(guān)系遠(yuǎn)，所以免疫原性強(qiáng)。而馬的血清與驢、騾的血緣關(guān)系近，所以免疫原性相對就弱。②同種異體物質(zhì)。如人的紅細(xì)胞抗原物質(zhì)和人的白細(xì)胞抗原等。③自身物質(zhì)。自身物質(zhì)一般不具免疫原性。有些物質(zhì)如隱蔽的自身成分（眼晶體蛋白、精子等），在正常情況下與免疫系統(tǒng)是隔絕的。但是一旦屏障遭到破壞，這些物質(zhì)進(jìn)入血流，即可與免疫活性細(xì)胞接觸而成為自身抗原異物。另外，自身物質(zhì)在外傷、感染、藥物和射線的影響下，其理化性質(zhì)發(fā)生質(zhì)的改變時，也可成為具有免疫原性的抗原物質(zhì)。
●與人類有關(guān)的抗原
①病原微生物。在醫(yī)療中將病原微生物制成疫苗進(jìn)行預(yù)防接種，可以提高人的免疫力。也可以根據(jù)微
生物抗原的特異性進(jìn)行各種免疫學(xué)試驗(yàn)，幫助診斷疾病。②同種異體抗原。有兩大類，一類是紅細(xì)胞血型抗原，包括A、B、O血型抗原，Rh血型抗原等。不同血型間相互輸血，可引起嚴(yán)重的輸血反應(yīng)；另一類是存在于人類白細(xì)胞細(xì)胞膜上的人類白細(xì)胞抗原（HLA），又稱主要組織相容性抗原。它們與血型抗原一樣，也是由遺傳決定的，受染色體上的基因控制。不同的個體（同卵雙生者除外）其組織細(xì)胞的組織相容性抗原絕大多數(shù)不完全相同，因此，在同種異體進(jìn)行皮膚或臟器移植時，常因供者移植物中存在受者所沒有的抗原成分，刺激受者產(chǎn)生對移植物的免疫反應(yīng)，導(dǎo)致移植物受到排斥而壞死脫落。③動物免疫血清。臨床上常用的各種抗毒素血清，一般都是用免疫馬來制備的。一方面，抗毒素能中和與其相應(yīng)的外毒素，起到防治疾病的作用；另一方面，它能刺激人體產(chǎn)生抗馬血清蛋白的抗體，當(dāng)再次接受馬的免疫血清時，有可能發(fā)生超敏反應(yīng)。④嗜異性抗原。一類與種屬特異性無關(guān)的、存在于人以及某些動物、植物、微生物的性質(zhì)相同的抗原。⑤腫瘤抗原。由物理的、化學(xué)的因素或某些病毒誘發(fā)的實(shí)驗(yàn)動物腫瘤，其細(xì)胞中或細(xì)胞表面均出現(xiàn)特異性抗原，稱為腫瘤特異性抗原。已證實(shí)在某些人類腫瘤中心存在著與病毒密切相關(guān)的抗原。
●抗原的分類
根據(jù)抗原性質(zhì)分為兩類：完全抗原和不完全抗原。
完全抗原（complete antigen） 簡稱抗原。是一類既有免疫原性，又有免疫反應(yīng)性的物質(zhì)。如大多數(shù)蛋白質(zhì)、細(xì)菌、病毒、細(xì)菌外毒素等都是完全抗原。
不完全抗原,即半抗原（hapten）是只具有免疫反應(yīng)性，而無免疫原性的物質(zhì)，故又稱不完全抗原。半抗原與蛋白質(zhì)載體結(jié)合后，就獲得了免疫原性。又可分為復(fù)合半抗原和簡單半抗原。復(fù)合半抗原不具有免疫原性，只具免疫反應(yīng)性，如絕大多數(shù)多糖（如肺炎球菌的莢膜多糖）和所有的類脂等；簡單半抗原既不具免疫原性，又不具免疫反應(yīng)性，但能阻止抗體與相應(yīng)抗原或復(fù)合半抗原結(jié)合。如肺炎球菌莢膜多糖的水解產(chǎn)物等。
根據(jù)抗原刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體是否而要T細(xì)胞協(xié)助分類，可分為胸腺依賴性抗原（TD-Ag）和胸腺非依賴性抗原（TI-Ag）。TD-Ag是指需要T細(xì)胞輔助和巨噬細(xì)胞參與才能激活B細(xì)胞產(chǎn)生抗體的抗原性物質(zhì)。TD抗原免疫應(yīng)答特點(diǎn)：能引起體液免疫應(yīng)答也能引起細(xì)胞免疫應(yīng)答；產(chǎn)生IgG等多種類別抗體；可誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫記憶。TI-Ag是指無需T細(xì)胞輔助可直接刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體的抗原，特點(diǎn)：只能引起體液免疫應(yīng)答；只能產(chǎn)生IgM類抗體；無免疫記憶
根據(jù)抗原的來源可將抗原分為（1）異種抗原（xenoantigens）：來源于不同物種的抗原，如微生物、動物蛋白對于人是異種抗原；（2）同種異型抗原9alloantigens)：來源于同一物種的不同個體的抗原，如來自于另一個個體的血型抗原，主要組織相容性抗原等；（3）自身抗原（autoantigens）來自于自身的抗原，如眼晶狀體蛋白等；（4）異嗜性抗原（heterophilic antigens）：又稱Forssman抗原，存在于不同物種間的共同抗原，可存在于動物、植物、微生物及人類中，如溶血性鏈球菌于人心內(nèi)膜或腎小球基底膜所具有的共同抗原就是異嗜性抗原。
處理與遞呈
捕獲與處理
輔佐細(xì)胞可通過多種方捕獲抗原，例如吞噬作用（對同種細(xì)胞或細(xì)菌等大型顆粒）和胞飲作用（對病毒等微小顆粒或大分子）等。這種吞噬和吞飲作用無抗原特異性，可能的識別機(jī)制在于吞噬細(xì)胞與被吞噬顆粒之間的表面親水性差異。另外還有受體介導(dǎo)的內(nèi)攝作用，這是弱吞噬力的輔佐細(xì)胞捕獲抗原的主要方式，例如B細(xì)胞可借助抗原受體（表面免疫球蛋白）與相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合，并將抗原內(nèi)化處理。這些捕獲方式與中性粒細(xì)胞的吞噬作用。
抗原處理（antigenprocessing）是指輔佐細(xì)胞將天然抗原轉(zhuǎn)變成可被TH細(xì)胞識別形式的過程；這一過程包括抗原變性、降解和修飾等。例如細(xì)菌在吞噬體內(nèi)被溶菌酶消化降解，將有效的抗原肽段加以整理修飾，并將其與MHCⅡ類分子相連接，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜上。
可與MHCⅡ類分子結(jié)合的都是蛋白性抗原；多糖和脂類不易于MHCⅡ類分子連接，難以被TH細(xì)胞識別，因而多不是良好的免疫原；但有時可以誘導(dǎo)抗體性免疫應(yīng)答。
遞呈
抗原遞呈（antigenpresentation）是輔佐細(xì)胞向輔助性T細(xì)胞展示抗原和MHCⅡ類分子的復(fù)合物，并使之與TCR結(jié)合的過程。這個過程是幾乎所有淋巴細(xì)胞活化的必需步驟。抗原遞呈之前，經(jīng)處理后的抗原肽段已經(jīng)連接在MHC分子頂端的槽中，這個復(fù)合物便是TCR的配體。TCR與配體結(jié)合的精確模式尚未清楚，一個合理的說法是TCR中α和β鏈的V段接觸MHC分子的α螺旋（形成MHC分子頂端槽的肽段），使高可變的連接部（V-J及V-D-J）與抗原肽段相結(jié)合。這樣保證了TCR識別抗原的特異性。
超抗原的遞呈有獨(dú)特的模式，它不需要胞內(nèi)處理，可以直接與MHCⅡ類分子結(jié)合。超抗原不結(jié)合在MHCⅡ類分子的頂端槽中，而是結(jié)合在槽的外側(cè)；與TCR結(jié)合時，不結(jié)合其α鏈，只結(jié)合β鏈的V節(jié)段。超抗原對TCR和MHCⅡ類分子的結(jié)合都非常牢固，象一支雙向鉤子將T細(xì)胞和輔佐細(xì)胞緊緊地連在一起，很容易使T細(xì)胞活化。另外，任何超抗原都只與含特殊β鏈V節(jié)段的TCR結(jié)合，這樣的TCR約占外周T細(xì)胞總數(shù)的1％～10％，這一數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任何普通抗原所能識別的細(xì)胞數(shù)；所以某些產(chǎn)毒細(xì)胞感染時，容易發(fā)生急性期素休克綜合征，就是超抗原刺激的結(jié)果?！ ?/p>
半抗原及危害
只具有反應(yīng)原性而沒有免疫原性的物質(zhì)，稱為半抗原，如青霉素、磺胺等。半抗原沒有免疫原性，不會引起免疫反應(yīng)。但在某些特殊情況下，如果半抗原和大分子蛋白質(zhì)結(jié)合以后，就獲得了免疫原性而變成完全抗原，也就可以刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體和效應(yīng)細(xì)胞。
在青霉素進(jìn)入體內(nèi)后，如果其降解產(chǎn)物和組織蛋白結(jié)合，就獲得了免疫原性，并刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗青霉素抗體。當(dāng)青霉素再次注射人體內(nèi)時，抗青霉素抗體立即與青霉素結(jié)合，產(chǎn)生病理性免疫反應(yīng)，出現(xiàn)皮疹或過敏性休克，甚至危及生命?！ ?/p>
與人類有關(guān)的抗原
病原微生物
在醫(yī)療中將病原微生物制成疫苗進(jìn)行預(yù)防接種，可以提高人的免疫力。也可以根據(jù)微生物抗原的特異性進(jìn)行各種免疫學(xué)試驗(yàn)，幫助診斷疾病。
同種異體抗原
有兩大類，一類是紅細(xì)胞血型抗原，包括A、B、O血型抗原，Rh血型抗原等。不同血型間相互輸血，可引起嚴(yán)重的輸血反應(yīng)；另一類是存在于人類白細(xì)胞細(xì)胞膜上的人類白細(xì)胞抗原（HLA），又稱主要組織相容性抗原。它們與血型抗原一樣，也是由遺傳決定的，受染色體上的基因控制。不同的個體（同卵雙生者除外）其組織細(xì)胞的組織相容性抗原絕大多數(shù)不完全相同，因此，在同種異體進(jìn)行皮膚或臟器移植時，常因供者移植物中存在受者所沒有的抗原成分，刺激受者產(chǎn)生對移植物的免疫反應(yīng)，導(dǎo)致移植物受到排斥而壞死脫落。③動物免疫血清。臨床上常用的各種抗毒素血清，一般都是用免疫馬來制備的。一方面，抗毒素能中和與其相應(yīng)的外毒素，起到防治疾病的作用；另一方面，它能刺激人體產(chǎn)生抗馬血清蛋白的抗體，當(dāng)再次接受馬的免疫血清時，有可能發(fā)生超敏反應(yīng)。④嗜異性抗原。一類與種屬特異性無關(guān)的、存在于人以及某些動物、植物、微生物的性質(zhì)相同的抗原。⑤腫瘤抗原。由物理的、化學(xué)的因素或某些病毒誘發(fā)的實(shí)驗(yàn)動物腫瘤，其細(xì)胞中或細(xì)胞表面均出現(xiàn)特異性抗原，稱為腫瘤特異性抗原。已證實(shí)在某些人類腫瘤中心存在著與病毒密切相關(guān)的抗原。
抗原相關(guān)的免疫系統(tǒng)/ 免疫學(xué)表格
| 免疫系統(tǒng) | 它是人體抵御病原菌侵犯最重要的保衛(wèi)系統(tǒng)。 |
| 系統(tǒng) | 自適應(yīng)免疫系統(tǒng) ｜ 天然免疫系統(tǒng) ｜ 體液免疫 ｜ 細(xì)胞介導(dǎo)型免疫 ｜ 補(bǔ)體系統(tǒng) (過敏毒素) ｜ 固有免疫 |
| 抗原與抗體 | 抗原 (超抗原, 變應(yīng)原) ｜ 半抗原 抗體 (單克隆抗體, 多克隆抗體, 自身抗體) ｜ 多克隆B細(xì)胞反應(yīng) ｜ 同種異型 ｜ 免疫球蛋白同種異型 ｜ 遺傳型 ｜ 免疫復(fù)合物 |
| 免疫細(xì)胞/白細(xì)胞 | 淋巴系細(xì)胞：T細(xì)胞 ｜ B細(xì)胞 ｜ NK細(xì)胞
髓系細(xì)胞：肥大細(xì)胞 ｜ 嗜堿性粒細(xì)胞 ｜ 嗜酸性粒細(xì)胞 ｜ 巨噬細(xì)胞 吞噬細(xì)胞：中性粒細(xì)胞 ｜ 巨噬細(xì)胞 ｜ 網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng) 抗原遞呈細(xì)胞：樹突狀細(xì)胞 ｜ 巨噬細(xì)胞 ｜ B細(xì)胞 |
| 免疫 與 耐受 | 作用：免疫性 ｜ 自身免疫 ｜ 變態(tài)反應(yīng) ｜ 炎癥 ｜ 交叉反應(yīng)性 無作用：耐受 (中樞耐受, 外周耐受, 克隆無能, 克隆缺失) ｜ 免疫缺損 |
| 免疫遺傳學(xué) | 體細(xì)胞超突變 ｜ V(D)J 重組 ｜ 免疫球蛋白類別轉(zhuǎn)換 ｜ MHC/HLA |
| 免疫物質(zhì) | 細(xì)胞因子 ｜ 調(diào)理素 ｜ 溶細(xì)胞素 |
| 其他 | 診斷免疫學(xué) |
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