抗原抗體及其反應.ppt

第九章 抗原抗體及其反應 Antigen and Antibody as well as Their Reaction,抗原抗體及其反應,抗原 抗體 抗原抗體反應,第 一 節(jié),抗 原 Antigen,抗 原,抗原(antigen) 是一類能刺激機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應答(immune reponse)產(chǎn)物抗體(Antibody)或致敏淋巴細胞又能與之發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)。,一、抗原的幾個概念 1,抗原性： 抗原的這種刺激機體產(chǎn)生特異性免疫應答的能力為抗原的抗原性(antigenicity)或稱免疫原性(immunogenicity)。 反應原性： 抗原和其免疫應答產(chǎn)物發(fā)生特異性反應的能力是抗原的反應原性(reactionogenicity)。,抗原的幾個概念 2,完全抗原(complete antigen) 具有免疫原性和反應原性的抗原，如大多數(shù)蛋白質(zhì)、細菌、病毒、細菌外毒素和一種動物血清等。 半抗原(haptem) 很多小分子物質(zhì)不能單獨刺激機體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞，但能與相應的抗體或致敏淋巴細胞發(fā)生特異性反應，此類物質(zhì)稱半抗原。,二、構(gòu)成抗原的條件,1) 大分子膠體：分子量通常在1萬D以上。一般來說，分子量越大抗原性越強，通常100 000D的分子是極好的免疫原。除分子量外抗原物質(zhì)還要求有一定的化學組成和結(jié)構(gòu)，且組成必須暴露在大分子的表面，抗原分子還需具有一定的空間構(gòu)型。,構(gòu)成抗原的條件,2) 特異性：由分子表面的特定化學基因所決定，此基因稱抗原決定簇(antigenic determination cluster)（半抗原）。 抗原的結(jié)合價(antigenic valence) 凡能與抗體分子結(jié)合的抗原決定簇的數(shù)目。,構(gòu)成抗原的條件,3) 異物性 ： 指進入機體的抗原物質(zhì)必須與機體的組織細胞與體液的成分有差別，差別越大，免疫原型越強。,抗原的異物性 1,包括： 1、異種間的物質(zhì)： 不同種之間的動物體成分有差異，可互為抗原。 2、同種個體間的不同成分： 同種動物的不同個體之間，相應的組織細胞成分也不同。,抗原的異物性 2,3、自體內(nèi)隔絕成分： 固定在某一部位，與產(chǎn)生抗體的細胞相隔離的成分。 4、其他自體組織蛋白： 因理化因素的影響發(fā)生變性，成為自身抗原。,微生物的抗原結(jié)構(gòu),細菌、病毒、立克次氏體等都是很好的抗原，由它們刺激機體所產(chǎn)生的抗微生物抗體，一般都有保護機體不再受該微生物侵害的能力。,微生物抗原,下面以細菌為例介紹微生物抗原： 1、菌體抗原（somatic antigen) 2、鞭毛抗原(flagella antigen) 3、表面抗原(surface antigen),1、菌體抗原（somatic antigen),一個細菌細胞含有許多菌體抗原，是一個由不同蛋白質(zhì)、多糖和脂類所組成的復合抗原。 不同種或不同型的細菌各有自己特有的菌體抗原，叫特異抗原，所產(chǎn)生的特異抗體只能和該種或該型細菌發(fā)生反應。 丟失鞭毛后的菌體抗原，為O抗原。,2、鞭毛抗原(flagella antigen),有鞭毛的細菌可形成云霧狀菌落，故鞭毛抗原命名為H抗原。,3、表面抗原(surface antigen),表面抗原包圍在細菌菌體抗原的外表，它的存在可干擾菌體抗原與相應的抗體的結(jié)合。 最先證實的細菌表面抗原是肺炎球菌的莢膜抗原，以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)傷寒桿菌的Vi抗原，大腸桿菌的K抗原等。,第 二 節(jié),抗 體 Antibody,抗 體,抗體是抗原刺激機體的B細胞（即為經(jīng)法氏囊或類囊器官加工處理分化成熟的淋巴細胞，囊依賴性淋巴細胞，由B細胞轉(zhuǎn)化成漿細胞所產(chǎn)生的具有特異性的免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig）。,抗 體 特 性,抗體在體外可與相應的抗原特異結(jié)合而發(fā)生可見反應； 抗體在體內(nèi)如與病原微生物結(jié)合，起抗傳染作用，如作用于自身組織細胞，使機體發(fā)生自身免疫性疾病。 抗體存在于血清和其他體液如乳液及某些外分泌液中。,一、抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律,1、初次應答 (Primary response) 適量抗原初次進入機體，經(jīng)一定潛伏期后在血清中出現(xiàn)抗體，維持時間短，類別屬于免疫球蛋白M（IgM)，此反應稱初次應答。,抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律 2,2、再次應答 (Secondary response) 發(fā)生初次應答時，相同抗原再次進入機體，潛伏期明顯縮短，抗體維持時間長，稱特異性再次應答； 有時再次進入機體的是與初次接觸抗原不同的另一種抗原，也可引起初次抗原相對應的抗體產(chǎn)生，稱非特異性再次應答。 再次應答的抗體類別屬免疫球蛋白G（IgG）,二、抗體的種類及結(jié)構(gòu) 1、抗體的種類,根據(jù)抗體的作用可將抗體分為： 1）抗毒素抗體： 由外毒素（或類毒素）刺激機體產(chǎn)生，由于它與相應外毒素結(jié)合后可中和其毒性。 2）抗菌抗體： 機體針對細菌抗原所產(chǎn)生的抗體，當與相應細菌相遇時，彼此發(fā)生結(jié)合，在有電解質(zhì)存在下細菌發(fā)生凝集。,1、抗體的種類,3）抗病毒抗體： 針對病毒抗原的抗體。 4）親細胞性抗體： 能吸附在肥大細胞或嗜堿性細胞上，其類別為IgE,1、抗體的種類,就抗體的理化及免疫學性狀看，基本有五種, IgG, IgM , IgA , IgD 和 IgE 五種免疫球蛋白單體之間的區(qū)別在于重鏈 C 區(qū)的氨基酸組成和抗原性有所不同。,免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu),五種免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)相似，由四條多肽鏈組成其中兩條相同的長鏈叫重鏈（H鏈）,兩條相同的短鏈叫做輕鏈（L鏈）。兩條重鏈籍二硫鍵連接起來，呈Y字形，兩條輕鏈又通過二硫鍵連接在Y字的兩側(cè)，所以整個免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu)是對稱的。,免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)圖,免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)1,在多肽鏈的羧基（C）端，輕鏈的1/2與重鏈的3/4，氨基酸排列順序比較穩(wěn)定 ，稱為不變區(qū)或穩(wěn)定區(qū)（constant region,C區(qū)）。 在氨基端輕鏈的另1/2與重鏈的1/4，氨基酸的排列順序可因抗體種類不同而有所變化，部分叫做可變區(qū)（variable region V區(qū)）,免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)2,抗性種類的多樣性與特異性均由可變區(qū)反映出來?？乖Y(jié)合點即在可變區(qū)。在重鏈的C區(qū)還有一樞紐區(qū)（hinge region)，抗體分子可在此處發(fā)生轉(zhuǎn)動而使形狀改變。,第 三 節(jié),抗原抗體反應 Reaction of Antigen and Antibody,抗原抗體反應,抗原抗體反應的一般規(guī)律 主要的抗原抗體反應 現(xiàn)代免疫標記技術(shù),抗原抗體反應的基本概念,抗原與其相應抗體相遇，兩者將發(fā)生特異性結(jié)合。在體外，抗原與其相應的抗體結(jié)合后，在一定的外界環(huán)境條件下，會出現(xiàn)凝集、沉淀、補體結(jié)合等反應。由于抗體存在與血清等體液中，所以這類測定法稱體液免疫測定法，或稱血清學反應檢查法。 由于反應的特異性，所以可用已知的抗原測定未知的抗體，也可用已知抗體鑒定未知抗原。,一、抗原抗體反應的 一般規(guī)律 反應的組成成分 反應的基本特點,1、反應的組成成分,1）抗原 2）特異抗體 3）環(huán)境因素 基本因素：0.85%NaCl作電解質(zhì) 反應溫度37或56 pH 7.0 特殊因素:補體,2、反應的基本特點,1）抗原與抗體的結(jié)合具有特異性。 2）抗原與抗體是分子表面的結(jié)合。 3）抗原與抗體結(jié)合形成可見反應,還與抗原、抗體的相對濃度有關(guān)。 4）抗原抗體分兩個階段： 結(jié)合階段： 抗原抗體特異結(jié)合； 反應階段： 結(jié)合后受環(huán)境因素影 響出現(xiàn)可見反應。,二、主要的抗原抗體反應,主要的抗原抗體反應,1、凝集反應（Agglutination) 2、沉淀反應(Precipitation) 3、補體結(jié)合試驗(Complement fixation test ,CFT) 4、中和試驗(Neutralization test),1、凝集反應（Agglutination),顆粒性抗原（完整的細菌細胞或紅細胞等）與其相應的抗體在合適條件下反應并出現(xiàn)凝集團的現(xiàn)象。 用于凝集反應中的抗原稱凝集原(agglutinogen)。 用于凝集反應中的抗體稱凝集素（agglutinin)。,2、沉淀反應(Precipitation),可溶性抗原（蛋白質(zhì)、多糖或類脂溶液、血清、細菌抽提液、組織浸出液等）與其相應的抗體在合適條件下反應并出現(xiàn)沉淀物的現(xiàn)象。 用于沉淀反應中的抗原稱沉淀原(precipitonogen)。 用于沉淀反應中的抗體稱沉淀素（precipitin) 。,3、補體結(jié)合試驗(Complement fixation test ,CFT),有補體參與，并以綿羊紅血細胞和溶血素（紅細胞的特異抗體）作指標系統(tǒng)的靈敏度很高的抗原抗體反應。,4、中和試驗(Neutralization test),特異性抗體抑制多種抗原的生物學活性（細菌外毒素的毒性、酶的活性、病毒的感染性等）的反應。例如在臨床實驗診斷中測定風濕病患者體內(nèi)的抗鏈球菌 O抗體的反應。,三、現(xiàn)代免疫標記技術(shù),免疫標記技術(shù)(Immuno-labelling technique)是指將抗原或抗體用熒光素、酶、放射性同位素和電子致密物質(zhì)等加以標記，借以提高其靈敏度的一類新技術(shù)。 優(yōu)點：特異性強、靈敏度高、應用范圍廣、反應速度快、容易觀察、能定位、定量甚至定位。,1、免疫熒光技術(shù)（Immunofluorescence technique),將結(jié)合有熒光素的熒光抗體進行抗原抗體反應的技術(shù)。 常用的熒光素有異硫氰酸熒光素（fluorescein isothiocyanate, FITC)和羅丹明（lissamine rhodamine B200,RB200)等。它們可與抗體球蛋白中賴氨酸的氨基結(jié)合，在藍紫光激發(fā)下，可分別出現(xiàn)鮮明的黃綠色及玫瑰紅色。,2、酶免疫測定（Enzyme immunoassay,EIA),用酶標記的抗體或抗抗體來進行的抗原抗體反應。 用酶代替熒光素作標記物以及顯示酶標記抗體的方法是用酶的特殊底物來處理標本。由于酶的催化作用可使原來無色的底物通過水解、氧化或還原反應而顯示顏色。,免疫酶測定的優(yōu)點,1）反應結(jié)果產(chǎn)生顏色，可用顯微鏡觀察結(jié)果。 2）標本經(jīng)酶標抗體染色后，還可用其他染料復染，顯示細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)。 3）標本可長久保存，隨時備查。 4）特異性強。 5）靈敏度高。,標記酶應具備的特點,1）純度高、高溶性、特異性強、穩(wěn)定性高。 2）測定方法應簡單、敏感、快速。 3）與底物作用后會呈現(xiàn)顏色。 4）與抗體交聯(lián)后，仍保持酶活性。 最常用的標記酶是辣根過氧化物酶（horeradish peroxidase,HRP),酶聯(lián)免疫吸附試驗法（Enzyme linked immunosorbent assay, ELISA),常用的方法： 雙抗體夾心法（Double antibody sandwich method) 間接免疫吸附測定法（Indirect immunosorbent assay）,酶聯(lián)免疫吸附試驗,圖7.12 兩種酶聯(lián)免疫吸附試驗示意圖,雙抗體夾心法,是一種測定待檢標本中是否含有抗原的方法。,雙抗體夾心法主要步驟,1）將含已知抗體的抗血清吸附在微量滴定板的小孔內(nèi)，洗滌一次。 2）加入待測抗原，如兩者是特異的，則發(fā)生結(jié)合，將多余的抗原洗去。 3）加入對待測抗原有特異性的酶聯(lián)抗體，使形成“夾心” 4）加入該酶的底物，然后產(chǎn)生可見的有色酶解產(chǎn)物。,間接免疫吸附測定法,是一種檢測血清中是否含特定抗體的方法。,間接免疫吸附測定法主要步驟 1,1）將已知的抗原吸附在微量滴定板的小孔內(nèi)，用緩沖液洗滌3次。 2）加入待檢抗血清，如其中含有特異的抗體，則能與抗原發(fā)生特異結(jié)合，用緩沖液洗滌3次，洗去未結(jié)合的抗體。,間接免疫吸附測定法主要步驟 2,3）加入酶聯(lián)抗人球蛋白抗體（抗抗體），使其與已吸附的抗體抗原復合物相結(jié)合，洗滌3次以除去未吸附的酶聯(lián)抗抗體。 4）加入該酶的底物，使底物分解并產(chǎn)生顏色，終止酶反應后，根據(jù)所測得的底物顏色深淺，即可推知樣品含抗體的量。,3、放射免疫測定法(Radioimmunoassaly,RIA),應用同位素標記技術(shù)