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免疫学和免疫学检验:抗原

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抗原(antigen,Ag)是指能刺激机体免疫系统诱导免疫应答并能与应答产生如抗体或致敏淋巴细胞发生特异反应的物质。一个完整的抗原应包括两方面的免疫性能:①免疫原性(immunogenicity)指诱导宿主产生免疫应答的能力,具有这种能力的物质称为免疫原(immunogen);②免疫反应性(immunoreactivity)指抗原与抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的能力,亦称为反应原性。有些物质在独立存在时只具有反应原性而无免疫原性,称为半抗原(hapten);而免疫原通常同时具有免疫反应能力。

      抗原是免疫应答的始动因子,机体免疫应答的类型和效果都与抗原的性质有密切的关系。

第一节 免疫原性基础

      免疫原性是抗原最重要的性质,一种抗原能否成功地诱导宿主产生免疫应答取决于三方面的因素:抗原的性质、宿主的反应性和免疫方式。这里重点叙述抗原自身的因素。

(一)异物性

      正常成熟机体的免疫系统能够区别宿主自身物质与非自身物质,对自身物质一般不产生免疫应答,只对非自身物质产生免疫应答。抗原通常是非自身的物质。对人,病原微生物及其部分产物、动物血清蛋白及异体组织细胞等都是良好的抗原。这种免疫学识别不以物质的空间位置来判断,而以淋巴细胞是否认识为标准;所以有时自身的物质也可以成为抗原。

      不同物质之间的抗原性差别取决于它们化学上的异质性,这是免疫识别的物质基础。一般,物质来源的亲缘关系越远,其化学结构差别越大,抗原性也就越强;而亲缘关系越近,抗原性越弱。最好的例子是器官移植: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。再如鸭血清蛋白对鸡是弱抗原,而对家兔则是强抗原;许多哺乳动物同源组织的蛋白,例如甲状腺球蛋白、脑、睾丸和胎盘组织等均具有相同的器官特异性,就是由于这些物质在种系进化过程中分化程度低,结构差异较小的缘故。

(二)分子大小

      分子大小可影响物质的免疫原性形成,一个有效免疫原的分子量大多在10kD以上;分子量越大,免疫原性越强。这可能是因高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,所含有效抗原基因的种类和数量也相对地多。

      蛋白质的分子量较大,一般多在10kD之上,有良好的免疫原性。糖类物质分子量较小,多数单糖不具有免疫原性;而聚合成多糖时可以成为抗原。但是分子量10kD不是一个绝对的界限,例如明胶的分子量高达100kD但免疫原性极弱,而胰岛素的分子量仅仅5734,却有免疫原性。

(三)化学结构

      免疫原性的形成还要求分子的化学结构复杂。直链结构的物质一般缺乏免疫原性,多支链或带状结构的物质容易成为免疫原,球形分子比线形分子的免疫原性强。人工合成的单一氨基酸的线性聚合物(例如多聚L-赖氨酸和多聚L-谷氨酸)无免疫原性,但多种氨基酸的随机线性共聚物可具有免疫原性,且其免疫原性随共聚物中氨基酸种类的增加而增强,加入芳香族氨基酸的效果更明显。上述大分子明胶就是无分支的直链结构,又缺乏环状基团,所以免疫原性微弱;若在分子中连上2%的酪氨酸,就会明显增强明胶的免疫原性。

(四)其他因素

1.宿主反应性不同种动物,甚至同种动物的不同个体对同一种抗原的应答性差别很大,这与不同的遗传性(详见第六章)、生理状态(见第七章)及个体发育(见第二十七章)等因素有关。

2.免疫方式包括抗原进入的途径、剂量、次数和间隔时间以及免疫佐剂的使用等因素(详见第十章)也可影响免疫应答。

总之,只有用良好的抗原免疫机体,并且宿主处于较好的生理状态,免疫方式又较合适的情况下,才能引起免疫应答。此时抗才真正具有了免疫原性。

第二节 抗原特异性基础

抗原的最大之一是其免疫效应具有特异性(specificity),这种特异性在其免疫原性和反应原性两方面都表现得非常突出。例如伤寒杆菌诱导的免疫应答只能针对伤寒杆菌;志贺杆菌不能诱导出对伤寒杆菌的免疫力,与抗伤寒杆菌抗体也不发生反应。这就是传统免疫学进行免疫预防和免疫诊断的基本依据。

抗原的特异性与蛋白分子中的氨基酸种类、排列顺序、特殊基因和空间构形等因素有关,甚至与其电荷性质及亲水性也有关系。但是其特异性不是平均地决定于整个分子,而是取决于分子表面几个氨基酸残基组成的特殊序列及其空间结构,称为表位(epitope)或抗原决定簇(antigenicdeterminant)。正是这些表位被淋巴细胞识别而诱导免疫应答,被抗体分子识别而发生抗原-抗体反应,这是研究抗原特异性的基础。

 

一、半抗原与载体

(一)半抗原及其应用

免疫学先驱Landsteiner在本世纪初就已发现:某些不具有免疫原性的小分子物质可以与抗体结合,如果将其结合到具有免疫原性的大分子蛋白上就可诱导针对小分子物质的抗体应答。他借用希腊语“haptien”(原意为强加、抓牢)称这种小分子为hapten,汉语译为半抗原;而将半抗原赖以附着的蛋白质分子称为载体(carrier)。

结合到大分子载体上以后,半抗原可以改变载体原有的表位,也可以形成新的表位。半抗原在表位中是关键性的基团。抗原特异性的研究多是通过着抗原-载体复合物来进行的。

将苯胺、对氨基苯甲酸、对氨基苯磺酸和对氨基苯砷酸等四种已知结构的半抗原分别以偶氮方式结合到大分子蛋白上,然后用这些结合物分别免疫动物,结果所产生的抗体能够精确地将上述结构相似的半抗原区别开来,四种抗体只与相应的抗原发生反应(表1-1)。即使应用结构稍有差别的同一种物质,例如对位、邻位和间位的三种氨基苯甲酸作为半抗原,所产生的抗体也能将这些分子分出来。利用这种方法不仅可制备出针对许多小分子物质的抗体,甚至抗金属离子的抗体,而且大大地促进了对抗原性质的研究。

表1-1不同基团对抗原特异性的影响

 

  \

 

\

 

\

 

\

 

抗苯胺
抗对氨基苯甲酸
抗对氨基苯磺酸
抗对氨基苯砷酸

 

(二)半抗原-载体效应

在半抗原-载体复合物中,载体分子虽有它本身的特异性,却不干扰半抗原的特异性。但是载体特异性对半抗原诱导抗体应答的效果有明显的影响。

将半抗原2,4-二硝基酚(DNP)共价交联于牛血蛋白(BSA)和卵白蛋白(OVA)等大分子载体上,对不同组的动物用不同的抗原进行首次和再次免疫,然后测定各组动物的抗DNP抗体,所得结果见表1-2。

表1-2半抗原-载体反应

 

首次免疫 再次免疫 抗DNP抗体
DNP  
OVA  
OVA-DNP  
OVA-DNP OVA-DNP ++++
OVA-DNP BSA-DNP
OVA OVA-DNP ++++
OVA BSA-DNP

 

从以上实验可以看出:载体不仅赋于半抗原以免疫原性,还与半抗原免疫应答的记忆性密切相关。进一步的研究证明,半抗原的特异性被B细胞识别,而载体特异性被T细胞识别;只有T-B细胞协作,才能启动对半抗原的抗体应答,才能产生再次应答效应。

 

二、天然抗原的表位

对天然表位的研究不象半抗原-载体复合物那样简单,但是借助现代科学技术的进步,目前对表位已经有比较深刻的认识。

(一)表位的构成

表位只是抗原分子中几个氨基酸残基组成的特殊结构,在免疫效应中能全方位地与淋巴细胞或抗分子接触。抗体分子的抗原结合点并不很大,所以表位一般只占有大约3nm×1.5nm×0.7nm的空间,即5~7个氨基酸和单糖残基的大小,至多不超过20个氨基酸残基。

表位的构成方式至少有两种:①由某些氨基酸残基按一定顺序连续排列组成的线状序列,称为顺序(sequential)表位或线性(linear)表位(图1-1)。顺序表位是蛋白分子的一级结构,比较稳定,不受蛋白质加热变性和空间构形改变的影响。②由分子内不连续的2~3个氨基酸残基折叠排列所形成的三维结构构成,称为构象(conformational)表位(图1-1);有时候,呈α螺旋式排列的连续肽链序列也可起到构象表位的作用。构象表位的抗体可用来研究蛋白分子在生理或病理过程中三维结构的变化。但是构象表位是蛋白质的二级或三级结构,不太稳定,在蛋白质受热或酶解变性后会彻底破坏,不能恢复。因此分离和研究比较困难。

顺序表位和构象表位示意图

图1-1顺序表位和构象表位示意图

(二)表位的数目和定位

抗原分子上表位的数目可以用饱和情况下能够结合多少个抗体分子来测定,一般情况下表位数目与抗原的分子量呈正相关。例如鸡卵蛋白的分子量为42kD,有5个表位;甲状腺球蛋白的分子量700kD,有大约40个表位。一个表位能结合抗体分子上的一个抗原结合点,所以可将抗原分子表位的数目称为抗原的结合价。例如上述鸡卵蛋白为5价,甲状腺球蛋白为40价。

虽然一个抗原分子上可以有多个表位,但在诱导宿主免疫应答时可能有一种或一个表位起主要作用,使宿主产生以该特异性为主的免疫应答;这种现象称为免疫显性或免疫优势(immunodominance);起关键作用的表位称为显性表位。这个原则也适用于一个表位中不同的氨基酸残基,在表位中也有所谓的显性基团存在,如被置换会明显改变表位特异性。这种现象可能与表位在抗原分子中的位置或显性基团在表位中的位置有关。上述半抗原就是在表位中起到显性基团的作用。

实验证明,表位只有位于抗原分子的表面才能与淋巴细胞和抗体分子接触而发挥免疫效应。用多聚赖氨酸为骨架,用丙氨酸(A)、谷氨酸(G)和酪氨酸(T)序列为支链进行的研究能清楚地证明这一点:将G和T连在骨架外部,使可诱导以针对G和T为优势的抗体产生;将连续的A连在骨架外部,便诱导以针对A为优势的抗体产生。

(三)共同表位与交叉反应

一个抗原分子上可能只有一种表位,称为单纯抗原;但是天然情况下很少发现单纯抗原,多数抗原分子上都存在多种表位。一般地说,不同的抗原物质具不同的表位,故各具特异性;但有时某一表位也会出现在不同的抗原上,称为共同表位,带有共同表位的抗原互称共同抗原。拥有共同抗原在自然界、尤其在微生物中是很常见的一种现象,存在于同一种属或近缘种属中称为类属抗原,存在于远缘不同种属中则称为异嗜性抗原(heterophileantigen)。

共同表位的例子很多,例如沙门菌可根据其O抗原分为40多个血清组,含2000多个血清型,同一组成员都有共同的O表位,是由特定的单糖决定的。再如人类、动物、植物和微生物之间也广泛存在着一种以发现者名字命名的抗原,称为Forssman抗原,其共同表位由共价交联于神经酰胺脂上的N-乙酰半乳糖胺、半乳糖和葡萄糖联合组成。有些共同表位只是结构相似,所以又称相似表位。

由某一抗原诱导产生的抗体,也可以与其共同抗原结合,这种现象称为交叉反应(crossreaction)。这种交叉反应可用来解释某些免疫病理现象,也可以用来诊断某些传染病。但是交叉反应总不如抗体与其诱导抗原之间的结合那么牢固;在与交叉抗体结合时只能部分地吻合,不能达到整个空间的完全相配。

(四)表位的细胞识别性

抗原免疫原性的体现首先是淋巴细胞对表位的识别。有证据表明,细胞介导免疫和体液免疫是针对同一抗原分子的不同部分,例如用人的高血糖素对小鼠进行免疫,产生的抗体是针对其氨基酸,而细胞介导免疫则是针对其羧基端;结论是T细胞和B细胞识别的不是同一类表位。这样可以将表位分为两类:B细胞(识别)表位和T细胞(识别)表位。

1.B细胞表位供B细胞识别诱导抗体应答,而T细胞不能识别的表位。对这类表位的研究资料较多,以上所述几乎都是应用特异性抗体、针对B细胞表位进行研究而得出的,此处不再赘述。

2.T细胞表位供T细胞识别诱导产生细胞介导免疫,而B细胞不能识别的表位。T细胞的抗原受体露出膜外部分较少,不能象抗体分子那样结合游离的抗原,只能识别由抗原递呈细胞(见第四章)递呈的与MHC结合的表位。所以被T细胞识别的抗原必须事先经过一定的处理,从蛋白质降解为多肽,再与MHC分子结合。因为构象表位在蛋白质降解时会遭到破坏,无法被T细胞识别,所以T细胞表位主要是顺序表位,也不一定位于分子表面。象抗体分子一样,T细胞也可以由共同抗原引起交叉反应,但总不如与原诱导抗原的结合那么有效。

T细胞表位可以诱导细胞免疫应答,作为细胞毒性T细胞攻击的靶子,同时对诱导抗体应答也是必需的;因为B细胞的活化需要活化T细胞的辅助,而T细胞活化必须由T细胞表位来启动。由此看来,每个抗原分子必须至少有一个T细胞表位,才能使抗原具有免疫原性。只具有B细胞表位的分子可以作为抗体的靶子,但本身不能诱导抗体应答。只有少数分子可能例外。
 

第三节 抗原的类型

自然界中各种生物、各种组织都有其各自特异性的抗原,所以其数目多得无可胜计。根据任一性状都可对抗原进行分类,因此分类方法也十分复杂。现按其主要性状分类,叙述几种医学上有重要意义的抗原。

 

一、诱导免疫应答的性能

根据抗原被淋巴细胞识别的特性和诱导免疫应答的性能,可将抗原分成以下三类:

(一)胸腺依赖性抗原

含有T细胞表位、需要T细胞参与才能诱导免疫应答的抗原称为胸腺依赖性抗原(thymus-dependentantigen,TD-Ag)。TD-Ag可诱导细胞介导免疫和(或)抗免疫应答,但无一例外地需要T细胞的参与。天然抗原的绝大多数都是TD-Ag。

(二)胸腺非依赖抗原

只含B细胞表位、可直接激活B细胞的抗原称为胸腺非依赖性抗原(thymus-independentantigen,TI-Ag)。TI-Ag的分子结构比较简单,往往是单一表位规律而密集地重复排列。这样的结构可使B细胞表面受体发生广泛的交联,从而象丝裂原一样直接使B细胞活化。但是这种抗原的免疫能力有限,只能诱导IgM类抗体,而且不能产生再次应答效应。

近年的研究发现,所谓TI-Ag也并非完全不要T细胞的帮助,只是对胸腺的依赖性较弱;因此称它们为胸腺增效性(thymusefficient)抗原也许更恰当些。

(三)超抗原

少量分子可使大量T细胞活化的高效能抗原称为超抗原(superantigen,SAg)。这类抗原可使宿主20%的T细胞活化,而通常的多肽抗原在初次免疫应答中只能使0.001%~0.1%的T细胞激活。超抗原被T细胞识别时虽然要与MHCⅡ类分子结合,但不受Ⅱ类分子的限制,可以直接活化T细胞而且效率特别高(详见第七章)。

近年来对超抗原的研究比较多,已经发现的超抗原有小鼠乳腺瘤病毒编码的次要淋巴细胞刺激(MLS)抗原,狂犬病病毒衣壳蛋白,葡萄球菌肠毒素A~E(SEA~E),中毒性休克综合征毒素1(TSST1),表皮剥脱毒素(EXT),链球菌M蛋白和致热性外毒素A、B、C,关节炎支原体丝裂原(MAM),小肠结肠炎耶尔森菌膜蛋白,假单胞菌,HIV及小鼠Moloney白血病病毒编码的某些蛋白质。

超抗原的发现具有许多实际的免疫学意义,为许多疾病的发生机制研究提示了新的线索。超抗原对宿主多有直接的毒性作用,而且还与宿主多方面的免疫机制相关,例如自身免疫病、免疫抑制作用、T细胞在胸腺发育中的选择作用、某些抗感染和抗肿瘤作用等等。但是迄今为止对超抗原本身的结构及其与MHCⅡ类分子和T细胞受体之间的关系目前还不清楚。对超抗原的研究将有助于解开许多免疫学之谜。

 

二、与宿主亲缘相关性

(一)异种抗原

与宿主不是同一种属的抗原物质称为异种抗原(xenoantigen)。通常情况下,异种抗原的免疫原性比较强,容易引起较强的免疫应答。与医学有关的异种抗原主要有以下几类:

1.病原微生物如细菌、病毒和其他微生物都是良好的抗原。这些微生物的个体结构虽然简单,但抗原结构却很复杂,是多种抗原的复合体。它们在引起宿主感染的同时,也会诱导宿主产生特异性免疫应答和抗感染能力。因此可用免疫学方法对传染病进行诊断和防治。

2.细菌外毒素和类毒素它们都是很好的抗原,在自然感染和免疫接种后都可产生较强的免疫力。常用于免疫预防的类毒素有白喉类毒素和破伤风类毒素。

3.抗毒素是用类毒素免疫动物(常用马)制备的免疫血清或精制抗体。抗毒素具有免疫二重性:既可中和相应外毒素、具有防治作用,又可引起变态反应。所以在应用前必须做皮肤过敏试验。

4.异嗜性抗原有些微生物与人体某些组织有交叉反应性抗原,可引起宿主发生自身免疫性疾病。例如溶血性链球菌与肾小球基底膜和心肌组织、大肠杆菌某些O抗原与结肠粘膜等可存在交叉抗原。在临床上也常借助异嗜性抗原对某些疾病作辅助诊断。例如诊断某些立克次体病的外-斐反应等。

(二)同种异型抗原

同种间不同个体的特异性抗原(alloantigen)。例如人类的ABO和Rh血型抗原及主要组织相容性抗原等。这种个体间的抗原性差异虽不象异种抗原的免疫原性那么强,但也可在同种间引起一定程度的免疫应答。例如ABO和Rh血型不符可引起输血反应,而HLA除了可引起移植排斥反应之外,还可调节机体的免疫应答(详见第六章)。

(三)自身抗原

能诱导宿主发生自身应答的物质称为自身抗原(autoantigen)。正常情况下免疫系统对自身物质不作为抗原来对待,但当机体受到外伤或感染等刺激时,就会使隐蔽的自身抗原暴露或改变自身的抗原结构,或者免疫系统本身发生异常,这些情况均可使免疫系统将自身物质当作抗原性异物来识别,诱发自身免疫应答,引起自身免疫病(详见第二十五章)。

 

三、其他分类方法

(一)根据化学性质分类

按照抗原分子的化学性质,可将抗原分成蛋白抗原、多糖抗原和核酸抗原等许多类型。

天然蛋白质的分子组成都比较复杂,且具有二级和三级结构,因此多是良好的抗原。多糖的免疫原性一般较弱,但某些结构复杂的多糖,例如人类ABO血型抗原等,也具有较强的免疫原性。核酸和脂类多无免疫原性,与蛋白质结合后形成核蛋白或脂蛋白时可成为良好的抗原;在系统性红斑狼疮等自身免疫病患者体内可发现抗DNA或抗RNA的抗体,所以核酸也许是一种天然的半抗原。

(二)根据制备方法分类

按照应用抗原的制备方法,可将抗原分成天然抗原、人工抗原和合成抗原三种类型。

天然抗原是不加修饰的天然物质,例如微生物、BSA和绵羊红细胞等。人工抗原是经人工修饰的天然抗原,例如碘化蛋白、偶氮蛋白等。合成抗原是经化学合成的高分子氨基酸聚合物,例如多聚赖氨酸等。由一种氨基酸组成的聚合物称为同聚物,由两种或两种以上氨基酸合成的聚合物称为共聚物。

(三)根据生物来源和体内定位分类

按照抗原的生物来源和在生物体内存在的位置进行命名是一种自然的方法,可以将抗原分成无数不同的类型;这虽不是一种规范的分类方法,却是一种十分实用的命名方式。例如小鼠MHC抗原、病毒表面抗原和细菌鞭毛抗原等。

另外,根据抗原的免疫效果还可以分成完全抗原和半抗原,或免疫原、变应原和耐受原等;根据抗原与宿主的位置关系还可分成内源性抗原和外源性抗原等。

第三节 抗原的类型

自然界中各种生物、各种组织都有其各自特异性的抗原,所以其数目多得无可胜计。根据任一性状都可对抗原进行分类,因此分类方法也十分复杂。现按其主要性状分类,叙述几种医学上有重要意义的抗原。

 

一、诱导免疫应答的性能

根据抗原被淋巴细胞识别的特性和诱导免疫应答的性能,可将抗原分成以下三类:

(一)胸腺依赖性抗原

含有T细胞表位、需要T细胞参与才能诱导免疫应答的抗原称为胸腺依赖性抗原(thymus-dependentantigen,TD-Ag)。TD-Ag可诱导细胞介导免疫和(或)抗免疫应答,但无一例外地需要T细胞的参与。天然抗原的绝大多数都是TD-Ag。

(二)胸腺非依赖抗原

只含B细胞表位、可直接激活B细胞的抗原称为胸腺非依赖性抗原(thymus-independentantigen,TI-Ag)。TI-Ag的分子结构比较简单,往往是单一表位规律而密集地重复排列。这样的结构可使B细胞表面受体发生广泛的交联,从而象丝裂原一样直接使B细胞活化。但是这种抗原的免疫能力有限,只能诱导IgM类抗体,而且不能产生再次应答效应。

近年的研究发现,所谓TI-Ag也并非完全不要T细胞的帮助,只是对胸腺的依赖性较弱;因此称它们为胸腺增效性(thymusefficient)抗原也许更恰当些。

(三)超抗原

少量分子可使大量T细胞活化的高效能抗原称为超抗原(superantigen,SAg)。这类抗原可使宿主20%的T细胞活化,而通常的多肽抗原在初次免疫应答中只能使0.001%~0.1%的T细胞激活。超抗原被T细胞识别时虽然要与MHCⅡ类分子结合,但不受Ⅱ类分子的限制,可以直接活化T细胞而且效率特别高(详见第七章)。

近年来对超抗原的研究比较多,已经发现的超抗原有小鼠乳腺瘤病毒编码的次要淋巴细胞刺激(MLS)抗原,狂犬病病毒衣壳蛋白,葡萄球菌肠毒素A~E(SEA~E),中毒性休克综合征毒素1(TSST1),表皮剥脱毒素(EXT),链球菌M蛋白和致热性外毒素A、B、C,关节炎支原体丝裂原(MAM),小肠结肠炎耶尔森菌膜蛋白,假单胞菌,HIV及小鼠Moloney白血病病毒编码的某些蛋白质。

超抗原的发现具有许多实际的免疫学意义,为许多疾病的发生机制研究提示了新的线索。超抗原对宿主多有直接的毒性作用,而且还与宿主多方面的免疫机制相关,例如自身免疫病、免疫抑制作用、T细胞在胸腺发育中的选择作用、某些抗感染和抗肿瘤作用等等。但是迄今为止对超抗原本身的结构及其与MHCⅡ类分子和T细胞受体之间的关系目前还不清楚。对超抗原的研究将有助于解开许多免疫学之谜。

 

二、与宿主亲缘相关性

(一)异种抗原

与宿主不是同一种属的抗原物质称为异种抗原(xenoantigen)。通常情况下,异种抗原的免疫原性比较强,容易引起较强的免疫应答。与医学有关的异种抗原主要有以下几类:

1.病原微生物如细菌、病毒和其他微生物都是良好的抗原。这些微生物的个体结构虽然简单,但抗原结构却很复杂,是多种抗原的复合体。它们在引起宿主感染的同时,也会诱导宿主产生特异性免疫应答和抗感染能力。因此可用免疫学方法对传染病进行诊断和防治。

2.细菌外毒素和类毒素它们都是很好的抗原,在自然感染和免疫接种后都可产生较强的免疫力。常用于免疫预防的类毒素有白喉类毒素和破伤风类毒素。

3.抗毒素是用类毒素免疫动物(常用马)制备的免疫血清或精制抗体。抗毒素具有免疫二重性:既可中和相应外毒素、具有防治作用,又可引起变态反应。所以在应用前必须做皮肤过敏试验。

4.异嗜性抗原有些微生物与人体某些组织有交叉反应性抗原,可引起宿主发生自身免疫性疾病。例如溶血性链球菌与肾小球基底膜和心肌组织、大肠杆菌某些O抗原与结肠粘膜等可存在交叉抗原。在临床上也常借助异嗜性抗原对某些疾病作辅助诊断。例如诊断某些立克次体病的外-斐反应等。

(二)同种异型抗原

同种间不同个体的特异性抗原(alloantigen)。例如人类的ABO和Rh血型抗原及主要组织相容性抗原等。这种个体间的抗原性差异虽不象异种抗原的免疫原性那么强,但也可在同种间引起一定程度的免疫应答。例如ABO和Rh血型不符可引起输血反应,而HLA除了可引起移植排斥反应之外,还可调节机体的免疫应答(详见第六章)。

(三)自身抗原

能诱导宿主发生自身应答的物质称为自身抗原(autoantigen)。正常情况下免疫系统对自身物质不作为抗原来对待,但当机体受到外伤或感染等刺激时,就会使隐蔽的自身抗原暴露或改变自身的抗原结构,或者免疫系统本身发生异常,这些情况均可使免疫系统将自身物质当作抗原性异物来识别,诱发自身免疫应答,引起自身免疫病(详见第二十五章)。

 

三、其他分类方法

(一)根据化学性质分类

按照抗原分子的化学性质,可将抗原分成蛋白抗原、多糖抗原和核酸抗原等许多类型。

天然蛋白质的分子组成都比较复杂,且具有二级和三级结构,因此多是良好的抗原。多糖的免疫原性一般较弱,但某些结构复杂的多糖,例如人类ABO血型抗原等,也具有较强的免疫原性。核酸和脂类多无免疫原性,与蛋白质结合后形成核蛋白或脂蛋白时可成为良好的抗原;在系统性红斑狼疮等自身免疫病患者体内可发现抗DNA或抗RNA的抗体,所以核酸也许是一种天然的半抗原。

(二)根据制备方法分类

按照应用抗原的制备方法,可将抗原分成天然抗原、人工抗原和合成抗原三种类型。

天然抗原是不加修饰的天然物质,例如微生物、BSA和绵羊红细胞等。人工抗原是经人工修饰的天然抗原,例如碘化蛋白、偶氮蛋白等。合成抗原是经化学合成的高分子氨基酸聚合物,例如多聚赖氨酸等。由一种氨基酸组成的聚合物称为同聚物,由两种或两种以上氨基酸合成的聚合物称为共聚物。

(三)根据生物来源和体内定位分类

按照抗原的生物来源和在生物体内存在的位置进行命名是一种自然的方法,可以将抗原分成无数不同的类型;这虽不是一种规范的分类方法,却是一种十分实用的命名方式。例如小鼠MHC抗原、病毒表面抗原和细菌鞭毛抗原等。

另外,根据抗原的免疫效果还可以分成完全抗原和半抗原,或免疫原、变应原和耐受原等;根据抗原与宿主的位置关系还可分成内源性抗原和外源性抗原等。

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