醫(yī)學(xué)免疫學(xué)/抗原的免疫原性

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醫(yī)學(xué)免疫學(xué)

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抗原免疫原性,首先決定于其自身的化學(xué)特性,但同一種抗原,對不同種動(dòng)物或同種動(dòng)物不同個(gè)體間其免疫原性強(qiáng)弱,可表現(xiàn)很大差異,因此一種抗原的免疫原性是由其化學(xué)性質(zhì)和宿主因素決定的。具有免疫原性的物質(zhì)稱為免疫原(immunogen)。

一、免疫原性的化學(xué)基礎(chǔ)

許多天然物質(zhì)可誘導(dǎo)免疫應(yīng)答,其中大分子蛋白質(zhì)多糖具有強(qiáng)免疫原性,小分子多肽及核酸也具有免疫原性。

(一)化學(xué)組成

大分子蛋白質(zhì),分子量大于10000者,可含有大量不同的抗原決定簇,是最強(qiáng)的免疫原。如異種血清蛋白、酶蛋白細(xì)菌毒等,是強(qiáng)免疫原蛋白質(zhì)的例子。

多糖是重要的天然抗原純化多糖或糖蛋白、脂蛋白以及糖脂蛋白復(fù)合物中的糖分子部分都具有免疫原性。在自然界,許多微生物有富含多糖的莢膜或胞壁,細(xì)菌內(nèi)毒素脂多糖,以及一些血型抗原(A、B、C、H)也是多糖。

核酸分子多無免疫原性,但如與蛋白質(zhì)結(jié)合形成為核蛋白則有免疫原性。在自身免疫病中,可見對天然核蛋白誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答產(chǎn)生的抗DNARNA抗體

此外,多肽激素胰島素雖為小分子量(6000)亦具有免疫原性。來自一種動(dòng)物的胰島素,如長期用于另一種動(dòng)物,亦能誘導(dǎo)免疫應(yīng)答產(chǎn)生抗體。

(二)分子量

凡具有免疫原性的物質(zhì),其分子量都較大,一般在1萬以上,小于1萬者呈弱免疫原性,低于4000者一般不具有免疫原性。許多小的免疫性原性分子可激發(fā)細(xì)胞免疫,而不產(chǎn)生抗體。亦有大分子量物質(zhì),如明膠分子量可達(dá)10萬,但因其為直鏈氨基酸結(jié)構(gòu),易在體內(nèi)降解為低分子物質(zhì),所以呈弱免疫原性??梢娒庖咴猿c分子量有關(guān)外,還與其化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)。

(三)化學(xué)結(jié)構(gòu)

在蛋白質(zhì)分子中,凡含有大量芳香族氨基酸,尤其是含有酷氨酸的蛋白質(zhì),其免疫原性強(qiáng);而以非芳香族氨基酸為主的蛋白質(zhì),其免疫原性較弱。蛋白質(zhì)和多糖抗原,凡結(jié)構(gòu)復(fù)雜者免疫原性強(qiáng),反之則較弱。其復(fù)雜性是由氨基酸和單糖的類型及數(shù)量等決定的。如聚合體蛋白質(zhì)分子較單體可溶性蛋白質(zhì)分子的免疫原性強(qiáng)。

二、宿主因素與免疫原性

免疫原性物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后能否誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫應(yīng)答,除上述化學(xué)基礎(chǔ)外,尚受宿主因素的影響,而且是更要的因素。

(一)異種性

免疫功能正常條件下,只有異種或同種異體的免疫原性物質(zhì)才能誘導(dǎo)宿主的正免疫應(yīng)答,即只有“非已”抗原才能引起正免疫應(yīng)答。這是由于免疫系統(tǒng)個(gè)體發(fā)育過程中,對“自己”抗原產(chǎn)生耐受,不能識別,而對“非已”抗原則能夠識別所致。因此抗原來源與宿主種系關(guān)系越遠(yuǎn),其免疫原性也越強(qiáng),如微生物抗原、異種血清蛋白等物質(zhì)對人是強(qiáng)免疫原。反之種系關(guān)系較近,則免疫原性也弱,如鴨血清蛋白對雞呈弱免疫原性,而對兔則表現(xiàn)為強(qiáng)免疫原性。得但目前證明在正常個(gè)體也可誘發(fā)生理自身免疫應(yīng)答,只有超出一定范圍才能直病理性自身免疫應(yīng)答。

(二)宿主遺傳性

在同種動(dòng)物不同個(gè)體間結(jié)感染抵抗力存在明顯差異的事實(shí),已早為人知,但不能解釋其產(chǎn)生的原因,只以個(gè)體差異說明之。其后,用已知人工合成抗原給不同近交系動(dòng)物免疫,每一近交系動(dòng)物其遺傳背景相同,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有的品系能產(chǎn)生抗體,稱為高應(yīng)答品系(hkgh responder)。有的品系不能產(chǎn)生抗體,稱為無或低應(yīng)答品系(nonrespondre)。例如應(yīng)用人工合成抗原二硝基苯-多聚-左旋-賴氨酸(DNP-poly-L-L)在荷蘭豬品系2(GP strain2)可以引起應(yīng)答,而對品系13(GP strain13)則不能引起應(yīng)答。這充分證明個(gè)體遺傳性對免疫應(yīng)答的控制作用。在70年代McDevitt等應(yīng)用人工合成抗原在近交系小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了控制免疫應(yīng)答的基因座(immuneresponslocus)定位于H-2復(fù)合體的Ⅰ區(qū),稱此基因免疫應(yīng)答基因-1(immune uesponse,Ⅰr-1)。

(三)免疫佐劑

免疫佐劑的物質(zhì)有:①微生物及其產(chǎn)物,常用的微生物有分枝桿菌、短小棒狀桿菌百日咳桿菌以及處左蘭氏陰性桿菌的提取物脂多糖,自分枝桿菌的提取物質(zhì)胞壁酰二肽等。②多聚核苷酸,如多聚肌苷酸胞苷酸(poly1:C),多聚腺苷酸(poly1:A:μ)等。③弗氏佐劑(Freundadjuvant),這是目前最常用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的佐劑,它是將抗原水溶液與油劑石蠟油植物油)等量混合,再加乳化劑羊毛脂或葉吐溫80)制成油包水抗原乳劑,稱之為不完全弗氏佐劑。如在不完全佐劑中加入分枝桿菌(如死卡苗)則稱為完全弗氏佐劑。④無機(jī)物,如明礬及氫化鋁等。

佐劑的作用機(jī)制尚不完全清楚:①它可能增加抗原的表面面積,易為巨噬細(xì)胞所吞噬;②延長抗原在體內(nèi)的存留期,增加與免疫細(xì)胞接觸的機(jī)遇;③誘發(fā)抗原注射部位及其局部淋巴結(jié)炎癥反應(yīng),有利于刺激免疫細(xì)胞的增殖作用。

32 抗原的特性 | 抗原的抗原性 32
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