抗原（能誘導機體發(fā)生免疫應答的物質(zhì)）

釋義

抗原(Ag)是指所有能誘導機體發(fā)生免疫應答的物質(zhì)。即能被T/B淋巴細胞表面的抗原受體(TCR/BCR)特異性識別與結合，活化T/B細胞．使之增殖分化，產(chǎn)生免疫應答產(chǎn)物(致敏淋巴細胞或抗體)，并能與相應產(chǎn)物在體內外發(fā)生特異性結合的物質(zhì)。因此，抗原物質(zhì)具備兩個(gè)重要特性：免疫原性(immunogenicity)和免疫反應性(immunoreactivity)。免疫原性即指抗原誘導機體發(fā)生特異性免疫應答，產(chǎn)生抗體和/或致敏淋巴細胞的能力；免疫反應性是指能與相應的免疫效應物質(zhì)(抗體或致敏淋巴細胞)在體內外發(fā)事特異性結合反應的能力。

性質(zhì)

抗原的基本性質(zhì)具有異物性、大分子性和特異性：

（1）異物性是指進(jìn)入機體組織內的抗原物質(zhì)，必須與該機體組織細胞的成分不相同。抗原一般是指進(jìn)入機體內的外來(lái)物質(zhì)，如細菌、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，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)、精細胞、甲狀腺球蛋白等，在正常情況下，是固定在機體的某一部位，與產(chǎn)生抗體的細胞相隔絕，因此不會(huì )引起自體產(chǎn)生抗體。但當受到外傷或感染，這些成分進(jìn)入血液時(shí)，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(chēng)為自身抗原，所產(chǎn)生的抗體稱(chēng)為自身抗體。由于自身抗體與自身抗原發(fā)生反應，于是就引起自身免疫疾病，如過(guò)敏性眼炎、甲狀腺炎等。機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(shí)，也可成為自身抗原，引起自身免疫疾病，如紅斑狼瘡病、白細胞減少病、慢性肝炎等。

（2）大分子性是指構成抗原的物質(zhì)通常是相對分子質(zhì)量大于10000的大分子物質(zhì)，分子量越大，抗原性越強。絕大多數蛋白質(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？這是因為大分子物質(zhì)能夠較長(cháng)時(shí)間停留在機體內，有足夠的時(shí)間和免疫細胞（主要是巨噬細胞、T淋巴細胞和B淋巴細胞）接觸，引起免疫細胞作出反應。如果外來(lái)物質(zhì)是小分子物質(zhì)，將很快被機體排出體外，沒(méi)有機會(huì )與免疫細胞接觸，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。

（3）特異性是指一種抗原只能與相應的抗體或效應T細胞發(fā)生特異性結合。抗原的特異性是由分子表面的特定化學(xué)基團所決定的，這些化學(xué)基團稱(chēng)為抗原決定簇。抗原以抗原決定簇與相應淋巴細胞的抗原受體結合而激活淋巴細胞引起免疫應答。換言之，淋巴細胞表面的抗原識別受體通過(guò)識別抗原決定簇而區分“自身”與“異己”。抗原也是以抗原決定簇與相應抗體特異性結合而發(fā)生反應的。因此，抗原決定簇是免疫應答和免疫反應具有特異性的物質(zhì)基礎。

結構介紹

抗原在化學(xué)結構上與機體自身不同，具有異物性：①異種物質(zhì)。從生物進(jìn)化過(guò)程來(lái)看，異種動(dòng)物間的血緣關(guān)系越遠，則免疫原性越強。如馬的血清和各種微生物與人的血緣關(guān)系遠，所以免疫原性強。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)。如人的紅細胞抗原物質(zhì)和人的白細胞抗原等。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(xiàn)的影響下，其理化性質(zhì)發(fā)生質(zhì)的改變時(shí)，也可成為具有免疫原性的抗原物質(zhì)。

抗原的分類(lèi)

根據抗原性質(zhì)分為兩類(lèi)：完全抗原和不完全抗原。完全抗原（complete antigen）簡(jiǎn)稱(chēng)抗原。是一類(lèi)既有免疫原性，又有免疫反應性的物質(zhì)。如大多數蛋白質(zhì)、細菌、病毒、細菌外毒素等都是完全抗原。

不完全抗原，即半抗原（hapten）是只具有免疫反應性，而無(wú)免疫原性的物質(zhì)，故又稱(chēng)不完全抗原。半抗原與蛋白質(zhì)載體結合后，就獲得了免疫原性。又可分為復合半抗原和簡(jiǎn)單半抗原。復合半抗原不具有免疫原性，只具免疫反應性，如絕大多數多糖（如肺炎球菌的莢膜多糖）和所有的類(lèi)脂等；簡(jiǎn)單半抗原既不具免疫原性，又不具免疫反應性，但能阻止抗體與相應抗原或復合半抗原結合。如肺炎球菌莢膜多糖的水解產(chǎn)物等。

根據抗原刺激B細胞產(chǎn)生抗體是否需要T細胞協(xié)助分類(lèi)，可分為胸腺依賴(lài)性抗原（TD-Ag）和胸腺非依賴(lài)性抗原（TI-Ag）。TD-Ag是指需要T細胞輔助和巨噬細胞參與才能激活B細胞產(chǎn)生抗體的抗原性物質(zhì)。TD抗原免疫應答特點(diǎn)：能引起體液免疫應答也能引起細胞免疫應答；產(chǎn)生IgG等多種類(lèi)別抗體；可誘導產(chǎn)生免疫記憶。TI-Ag是指無(wú)需T細胞輔助可直接刺激B細胞產(chǎn)生抗體的抗原，特點(diǎn)：只能引起體液免疫應答；只能產(chǎn)生IgM類(lèi)抗體；無(wú)免疫記憶

根據抗原的來(lái)源可將抗原分為（1）異種抗原（xenoantigens）：病原微生物、類(lèi)毒素等不同種族之間的抗原；（2）同種異型抗原9alloantigens)：存在于同一種族不同個(gè)體之間的抗原，如HLA，ABO血型抗原，Rh抗原, MHC等；（3）自身抗原（autoantigens）：自身成分，分為隱蔽的自身抗原、改變的自身抗原等，如眼晶狀體蛋白等；（4）異嗜性抗原（heterophilic antigens）：又稱(chēng)Forssman抗原，存在于不同物種間表面無(wú)種屬特異性的共同抗原，可存在于動(dòng)物、植物、微生物及人類(lèi)中，如溶血性鏈球菌于人心內膜或腎小球基底膜所具有的共同抗原就是異嗜性抗原。

此外，抗原還可分為（1）內源性抗原：指免疫效應細胞的靶細胞自身所產(chǎn)生的抗原；（2）外源性抗原：指非APC自身所產(chǎn)生的抗原。以及天然抗原(natural Ag)、人工抗原(artificial Ag)、合成抗原(synthetic Ag)等。

處理與遞呈

輔佐細胞可通過(guò)多種方法捕獲抗原，例如吞噬作用（對同種細胞或細菌等大型顆粒）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(wú)抗原特異性，可能的識別機制在于吞噬細胞與被吞噬顆粒之間的表面親水性差異。另外還有受體介導的內攝作用，這是弱吞噬力的輔佐細胞捕獲抗原的主要方式，例如B細胞可借助抗原受體（表面免疫球蛋白）與相應的抗原特異性結合，并將抗原內化處理。這些捕獲方式與中性粒細胞的吞噬作用。抗原處理（antigenprocessing）是指輔佐細胞將天然抗原轉變成可被TH細胞識別形式的過(guò)程；這一過(guò)程包括抗原變性、降解和修飾等。例如細菌在吞噬體內被溶菌酶消化降解，將有效的抗原肽段加以整理修飾，并將其與MHCⅡ類(lèi)分子相連接，然后轉運到細胞膜上。

可與MHCⅡ類(lèi)分子結合的都是蛋白性抗原；多糖和脂類(lèi)不易于MHCⅡ類(lèi)分子連接，難以被TH細胞識別，因而多不是良好的免疫原；但有時(shí)可以誘導抗體性免疫應答。

抗原遞呈（antigenpresentation）是輔佐細胞向輔助性T細胞展示抗原和MHCⅡ類(lèi)分子的復合物，并使之與TCR結合的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是幾乎所有淋巴細胞活化的必需步驟。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(gè)復合物便是TCR的配體。TCR與配體結合的精確模式尚未清楚，一個(gè)合理的說(shuō)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）與抗原肽段相結合。這樣保證了TCR識別抗原的特異性。

超抗原的遞呈有獨特的模式，它不需要胞內處理，可以直接與MHCⅡ類(lèi)分子結合。超抗原不結合在MHCⅡ類(lèi)分子的頂端槽中，而是結合在槽的外側；與TCR結合時(shí)，不結合其α鏈，只結合β鏈的V節段。超抗原對TCR和MHCⅡ類(lèi)分子的結合都非常牢固，象一支雙向鉤子將T細胞和輔佐細胞緊緊地連在一起，很容易使T細胞活化。另外，任何超抗原都只與含特殊β鏈V節段的TCR結合，這樣的TCR約占外周T細胞總數的1%～10%，這一數字遠遠大于任何普通抗原所能識別的細胞數；所以某些產(chǎn)毒細胞感染時(shí)，容易發(fā)生急性期素休克綜合征，就是超抗原刺激的結果。

人類(lèi)有關(guān)抗原

在醫療中將病原微生物制成疫苗進(jìn)行預防接種，可以提高人的免疫力。也可以根據微生物抗原的特異性進(jìn)行各種免疫學(xué)試驗，幫助診斷疾病。

有兩大類(lèi)，一類(lèi)是紅細胞血型抗原，包括A、B、O血型抗原，Rh血型抗原等。不同血型間相互輸血，可引起嚴重的輸血反應；另一類(lèi)是存在于人類(lèi)白細胞細胞膜上的人類(lèi)白細胞抗原（HLA），又稱(chēng)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(gè)體（同卵雙生者除外）其組織細胞的組織相容性抗原絕大多數不完全相同，因此，在同種異體進(jìn)行皮膚或臟器移植時(shí)，常因供者移植物中存在受者所沒(méi)有的抗原成分，刺激受者產(chǎn)生對移植物的免疫反應，導致移植物受到排斥而壞死脫落。

臨床上常用的各種抗毒素血清，一般都是用免疫馬來(lái)制備的。一方面，抗毒素能中和與其相應的外毒素，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，當再次接受馬的免疫血清時(shí)，有可能發(fā)生超敏反應。

一類(lèi)與種屬特異性無(wú)關(guān)的、存在于人以及某些動(dòng)物、植物、微生物的性質(zhì)相同的抗原。

由物理的、化學(xué)的因素或某些病毒誘發(fā)的實(shí)驗動(dòng)物腫瘤，其細胞中或細胞表面均出現特異性抗原，稱(chēng)為腫瘤特異性抗原。已證實(shí)在某些人類(lèi)腫瘤中心存在著(zhù)與病毒密切相關(guān)的抗原。