膜抗原與免疫作用及細(xì)胞膜與醫(yī)藥學(xué)

膜抗原與免疫作用及細(xì)胞膜與醫(yī)藥學(xué)

是存在于人體紅細(xì)胞膜上的主要抗原，是一種跨膜糖蛋白，血型糖蛋白的蛋白質(zhì)部分為一條多肽酶，其氨基端為親水性，伸向細(xì)胞外表面。多肽鏈中的α螺旋節(jié)段橫跨非極性的脂雙層。羧基端也為親水性，位于膜的內(nèi)表面。血型糖蛋白的氨基端多肽鏈片斷連接有許多寡糖鏈分枝，其糖殘基具有特定的結(jié)構(gòu)順序。根據(jù)不同的抗原組合，形成各種血型。紅細(xì)胞表面已發(fā)現(xiàn)十幾種血型系統(tǒng)，如：ABO、MN、Rh、MNSsKell、Lewis、Duffy、Xg、和Scianna等。

（一）血型抗原第2頁,共33頁，2024年2月25日，星期天ABO血型抗原共有：A型、B型、AB型和O型4種血型。四種血型類型是由寡糖鏈的結(jié)構(gòu)所決定的。分支的寡糖鏈非還原端的單糖有各種變化。1、ABO血型抗原第3頁,共33頁，2024年2月25日，星期天Gal-NAcG-G-NAcGal——前體物FucGal-NAcG-G-NAcGal———H物質(zhì)FucGal-NAcG-GNAcGalNAcGal-Gal-Gal-NAcG-G-NAcGalFucA抗原B抗原H基因巖藻糖轉(zhuǎn)移酶IA基因N-乙酰半乳糖胺轉(zhuǎn)移酶IB基因D-半乳糖轉(zhuǎn)移酶第4頁,共33頁，2024年2月25日，星期天AIAIA

、IAiBIBIB、IBiABIAIBOii

A抗原抗B抗體

B抗原抗A抗體

A抗原及B抗原--抗A及抗B抗體血型基因型紅細(xì)胞抗原血清抗體表1ABO血型的表現(xiàn)型與基因型第5頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

MN血型抗原是紅細(xì)胞膜上的另一個(gè)重要的抗原。從M和N血型紅細(xì)胞分離出來的血型糖蛋白在氨基酸排列上有所不同，在M型的第1位及第5位氨基酸分別為絲氨酸和甘氨酸，而N型的則是亮氨酸和谷氨酸。因而認(rèn)為，M、N血型抗原特異性是由糖鏈和肽鏈兩部分共同決定的。第6頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

一類決定同種個(gè)體之間特異性的抗原系統(tǒng)，由于最初是在組織移植中發(fā)現(xiàn)，所以叫組織相容性抗原(histocompatibilityantigen)。其化學(xué)成分是糖蛋白。機(jī)體大部分組織都有這些抗原，它們是細(xì)胞膜上的一類蛋白質(zhì)，決定著移植過程中的免疫反應(yīng)。

脊椎動(dòng)物和人體有多種組織相容性抗原，但引起免疫排斥反應(yīng)的強(qiáng)弱不同。能引起強(qiáng)烈排斥反應(yīng)的抗原稱主要組織相容性抗原，而引起較弱排斥反應(yīng)的抗原則稱次要組織相容性抗原。

(二)組織相容性抗原第7頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

主要組織相容性抗原受控于一組緊密連鎖的基因群組成的復(fù)合體，稱為主要組織相容性復(fù)合體(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)。

至今研究過的脊椎動(dòng)物中，從甲胄魚一直到人類都存在結(jié)構(gòu)與功能相似的MHC遺傳區(qū)域，如小鼠的MHC是H-2，豬的MHC是SLA，人的MHC是HLA系統(tǒng)。第8頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

人類的MHC稱為HLA系統(tǒng)，由于對HLA的認(rèn)識來自對人類白細(xì)胞抗原的研究，所以HLA常被用作人類白細(xì)胞抗原(humanleucocyteantigen)的同義詞。

白細(xì)胞抗原是主要組織相容性抗原的俗稱。主要組織相容性抗原是一組直接與器官移植成功與失敗有關(guān)的抗原，代表移植雙方(供體與受體)組織相容的程度，故亦稱移植抗原。第9頁,共33頁，2024年2月25日，星期天HLA的實(shí)踐意義

HLA與器官移植

HLA配型能改善移植物的存活。骨髓移植只有在HLA相同的同胞中進(jìn)行。在腎或其它器官移植中，應(yīng)首選HLA完全相同的同胞，次選HLA半相同的同胞或親代。對于移植尸體器官應(yīng)選擇有盡可能多的相同抗原的供者和受者。

HLA與親子鑒定和個(gè)體識別由于HLA的多態(tài)性，它不僅可以排除親子關(guān)系，而且可以用于肯定親子關(guān)系。目前HLA已成為鑒定親子關(guān)系的法律依據(jù)之一。由于在隨機(jī)人群中HLA型相同的可能性很小，因此可用它來作為個(gè)人識別的排除率很高，已在法醫(yī)上廣泛應(yīng)用。第10頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

（一）抗原和抗體分子1.抗原一切不屬于細(xì)胞正常成分的分子和大分子，都稱為這種細(xì)胞的異物；一切不屬于動(dòng)物體正常組織的細(xì)胞，都稱為異體。所有能引起特異免疫反應(yīng)的異物和異體，都稱為抗原?？乖话闶菣C(jī)體未接觸過的外源成分，如:糖蛋白、脂蛋白及脂多糖等。二、淋巴細(xì)胞與特異性免疫作用第11頁,共33頁，2024年2月25日，星期天2.抗體

是免疫應(yīng)答中的重要產(chǎn)物，在特異性和非特異性免疫反應(yīng)中起重要作用。

抗體(antibody)即在動(dòng)物和人的血清中存在的具有免疫作用的球蛋白分子，是免疫反應(yīng)中被激活的B細(xì)胞(漿細(xì)胞)所分泌的一大類生物活性物質(zhì)。免疫球蛋白(Ig)分子由4條多肽鏈構(gòu)成，兩條相同的輕鏈(L)和兩條相同的重鏈(H)。第12頁,共33頁，2024年2月25日，星期天AntibodiesareProteinsthatRecognizeSpecificAntigens第13頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

根據(jù)組成和H鏈C區(qū)的抗原性差異，可分為IgG、IgA、IgM、IgD和IgE五類。第14頁,共33頁，2024年2月25日，星期天(二)膜表面免疫球蛋白

淋巴細(xì)胞表面也有能識別抗原的受體，它是一類嵌在膜脂雙層中的免疫球蛋白，也可稱膜抗體，與免疫細(xì)胞分泌的游離抗體相似但不完全相同。

B淋巴細(xì)胞表面主要有表面免疫球蛋白M(SIgM)，數(shù)量高達(dá)5×103個(gè)，約占10％的細(xì)胞表面積；T淋巴細(xì)胞的抗原受體分子為SIgT,每個(gè)T淋巴細(xì)胞表面約有1×103～3×103個(gè)免疫球蛋白分子。第15頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（三）T、B淋巴細(xì)胞與特異性免疫作用B淋巴細(xì)胞是體液介導(dǎo)免疫反應(yīng)的主角。它主要防御大多數(shù)細(xì)菌和病毒的感染以及毒素的有害作用。當(dāng)B淋巴細(xì)胞膜上的受體與相應(yīng)抗原結(jié)合并被激活后，引起細(xì)胞內(nèi)的一系列的變化，并分化為漿細(xì)胞，漿細(xì)胞合成和分泌相應(yīng)的抗體。第16頁,共33頁，2024年2月25日，星期天T淋巴細(xì)胞是細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)的主角。它主要防御寄生于細(xì)胞中的細(xì)菌、真菌、原蟲、某些病毒、自身惡變的腫瘤細(xì)胞和異體移植細(xì)胞。當(dāng)T淋巴細(xì)胞膜上抗原受體與相應(yīng)抗原結(jié)合時(shí)，也引起細(xì)胞內(nèi)一系列的變化，但不產(chǎn)生抗體，而是產(chǎn)生各種淋巴因子或稱淋巴激活素等生物活性物質(zhì)。

這些淋巴因子可直接殺傷它所識別的細(xì)胞，也可動(dòng)員巨噬細(xì)胞共同殺傷之。第17頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞膜是細(xì)胞與環(huán)境間的屏障，是維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生命活動(dòng)的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。它在細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞間識別、細(xì)胞免疫、信息傳遞和代謝調(diào)節(jié)等各種生命代謝活動(dòng)中都起著重要作用，因此，膜結(jié)構(gòu)的任何成分改變和功能異常，都將導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生一定的病理變化，乃至機(jī)體的功能紊亂。

第七節(jié)細(xì)胞膜與醫(yī)藥學(xué)第18頁,共33頁，2024年2月25日，星期天膜轉(zhuǎn)運(yùn)病與膜受體病

由細(xì)胞膜上主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的載體蛋白缺損和功能異常所引起的疾病，稱膜轉(zhuǎn)運(yùn)病(transportdisease)。

由細(xì)胞膜上受體蛋白缺陷，包括受體數(shù)量增減和結(jié)構(gòu)上的缺陷以及特異性、結(jié)合力的異常改變等所引起的疾病，稱受體病(receptordisease)。第19頁,共33頁，2024年2月25日，星期天一、膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)異常與疾病

目前已知的轉(zhuǎn)運(yùn)病有10多種，主要是腸管和腎小管。例如，胱氨酸尿癥是由于患者腎近曲小管和腸管上皮細(xì)胞不能轉(zhuǎn)運(yùn)胱、賴、精和鳥氨酸所引起。由于胱氨酸溶解度極低，易產(chǎn)生胱氨酸結(jié)石。因此，本病主要表現(xiàn)是尿路結(jié)石、腎絞痛、氨基酸尿及尿路感染。第20頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

因編碼LDL受體的基因突變，使細(xì)胞表面LDL受體減少或缺失，使膽固醇在細(xì)胞和血漿內(nèi)累積，引起脂質(zhì)代謝紊亂和動(dòng)脈粥樣硬化等。正常情況下細(xì)胞中膽固醇的來源有兩條途徑：一是來自細(xì)胞內(nèi)膽固醇的生物合成；二是通過細(xì)胞表面LDL受體攝取血漿中的膽固醇。在正常代謝中LDL同細(xì)胞膜上的LDL受體結(jié)合，通過內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞，被溶酶體酸性水解酶水解，釋放出游離膽固醇。家族性高膽固醇血癥

(familialhypercholesterolaemia,FH)二、受體異常與疾病第21頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞膜上的LDL受體對于調(diào)節(jié)血中膽固醇量有很大關(guān)系。LDL受體能抑制細(xì)胞內(nèi)合成膽固醇的酶的活性。當(dāng)細(xì)胞外LDL顆粒達(dá)到一定濃度激活膜上的LDL受體時(shí)，細(xì)胞內(nèi)這種合成酶的活性就受到抑制，從而使細(xì)胞內(nèi)源性膽固醇合成減少。這樣血液中的膽固醇含量降低，LDL含量也降低，當(dāng)降到一定量時(shí)，就失去對膜上LDL受體的激活作用，細(xì)胞內(nèi)源性膽固醇合成增加。第22頁,共33頁，2024年2月25日，星期天LDL受體的代謝

(metabolismofLDLreceptor)核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體囊泡溶酶體核內(nèi)體第23頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

在某些情況下，機(jī)體自身可產(chǎn)生受體的抗體，這些抗體與受體結(jié)合后，封閉了受體的作用，使受體功能發(fā)生改變，由此可引起的疾病。重癥肌無力：因存在抗乙酰膽堿受體的抗

體而引起的自身免疫性疾病。重癥肌無力第24頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

機(jī)制mechanismAch運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢

Na+內(nèi)流肌纖維收縮Ach受體抗乙酰膽堿受體抗體

當(dāng)抗乙酰膽堿受體的抗體與乙酰膽堿受體結(jié)合后，降低了受體與乙酰膽堿的結(jié)合能力，同時(shí)使受體發(fā)生分解。表現(xiàn)：受累橫紋肌稍行活動(dòng)后即疲乏無力，休息后恢復(fù)。第25頁,共33頁，2024年2月25日，星期天三、癌變和細(xì)胞表面關(guān)系

癌細(xì)胞是由體內(nèi)正常細(xì)胞產(chǎn)生癌變而形成的，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞許多表型變化及其相隨的惡性行為均與細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和功能的改變有密切的關(guān)系。接觸抑制喪失黏著作用的消失細(xì)胞膜組成的異常抗原性的改變與外源性凝集素的反應(yīng)第26頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（一）接觸抑制喪失

體外培養(yǎng)的正常細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中貼壁生長成單層，細(xì)胞達(dá)到一定密度后，而相互接觸時(shí)，細(xì)胞的生長和增殖受到抑制，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制（contactinhibition）。

也稱密度依賴性調(diào)節(jié)（densitydependentregulation）（細(xì)胞表面的糖基轉(zhuǎn)移酶活性增強(qiáng)，糖基化加快，糖鏈延伸使細(xì)胞表面的調(diào)節(jié)裝置的功能及細(xì)胞表面的許多反應(yīng)受到抑制）。第27頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（二）黏著作用的消失

癌細(xì)胞失去原來的正常細(xì)胞與細(xì)胞間的黏著作用，導(dǎo)致癌細(xì)胞彼此間的黏著性和親和力降低，因而容易游離、分散而侵潤病灶附近組織，然后通過血管、淋巴管轉(zhuǎn)移到其他部位。第28頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（三）細(xì)胞膜組份的異常膜脂的改變

癌變細(xì)胞常伴隨著鞘糖脂，特別是帶唾液酸的神經(jīng)節(jié)苷脂的改變。糖脂的改變主要是糖鏈的縮短，稱糖鏈缺陷現(xiàn)象。膜蛋白的改變纖連蛋白（在細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)黏著中起作用）顯著減少；含唾液酸（起著遮蓋腫瘤相關(guān)移植抗原TATA的作用，使機(jī)體的免疫活性細(xì)胞不能識別和攻擊之）和巖藻糖的多肽或糖蛋白的量明顯增加；酶蛋白活性變化：糖苷酶活性增高，纖溶蛋白酶原的活化物也增多（它使血清中無活性的纖溶蛋白酶原轉(zhuǎn)化為纖溶蛋白酶，導(dǎo)致有關(guān)的纖維溶解，這也和腫瘤細(xì)胞黏著性降低，浸潤生長及向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等惡性行為有關(guān)）。第29頁,共33頁，2024年2月25日，星期天（四）抗原性的改變主要表現(xiàn)為原有的抗原消失或異型抗原的產(chǎn)生。如紅細(xì)