一、抗原、抗體的概念及抗原抗體的關(guān)系
(一)抗原(antigen)
凡能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體,并能與抗體發(fā)生特異性結(jié)合的物質(zhì)稱為抗原。物質(zhì)所具有的這種特性稱為抗原性(antigenicity)。
(二)抗體
是機(jī)體受抗原刺激后,在體液中出現(xiàn)的一種能與相應(yīng)抗原發(fā)生反應(yīng)的球蛋白,稱免疫球蛋白(immunoglobulin, ig)。含有免疫球蛋白的血清稱免疫血清。
。ㄈ)抗原與抗體的關(guān)系
抗原是引起機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的主要外因,決定免疫反應(yīng)的特異性,機(jī)體與抗原物質(zhì)的斗爭過程中為加速循環(huán)和排除抗原而產(chǎn)生的抗體、致敏淋巴細(xì)胞等物質(zhì),是機(jī)體排除異體物質(zhì)的保護(hù)性反應(yīng)。沒有抗原的刺激,機(jī)體不能產(chǎn)生抗體;沒有抗原物質(zhì),也無法檢測抗體的存在;利用抗體可以檢測抗原物質(zhì)。
二、 抗原的性質(zhì)及種類
。ㄒ)抗原的性質(zhì)
1.異種異體物質(zhì) 機(jī)體能對進(jìn)入體內(nèi)的異種、異體的大分子物質(zhì)產(chǎn)生抗體,該物質(zhì)與機(jī)體的種類關(guān)系愈遠(yuǎn),其抗原性就愈強(qiáng),機(jī)體的免疫反應(yīng)也更強(qiáng)。例如鴨血清蛋白對雞的免疫原性較弱,而對家兔則能引起較強(qiáng)的免疫反應(yīng)。
同種異體物質(zhì)也可具有抗原性,同種不同個(gè)體之間,同一類型的細(xì)胞和組織,其抗原性也有差異,例如人的紅細(xì)胞有abo血型抗原及rh型抗原。人類白細(xì)胞和其它組織的細(xì)胞膜上也具有組織相容性復(fù)合物的抗原物質(zhì)(man histocompatibility complex, mhc)。
自身抗原:機(jī)體對本身所具有的物質(zhì)不產(chǎn)生免疫反應(yīng)。但在某些條件下,使機(jī)體某種物質(zhì)、細(xì)胞或組織成分具有抗原性時(shí),也可導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。此具有抗原性的自身物質(zhì)稱自身抗原(autoantigen) ,所產(chǎn)生的抗體稱為自身抗體(autoantibody)。如自身組織變性,機(jī)體組織或細(xì)胞在各種理化因素作用下,引起化學(xué)組成的分子排列和構(gòu)型改變,形成新的抗原決定簇,例如服用安替比林、匹拉米洞等藥所致白細(xì)胞減少,就是由于所服用藥物改變了白細(xì)胞的一部分表面化學(xué)結(jié)構(gòu),形成新的抗原決定簇,激活免疫活性細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞抗體(自身抗體),導(dǎo)致白細(xì)胞減少癥。在外傷、感染和炎癥時(shí),可能使隱蔽性抗原如精子、甲狀腺球蛋白等釋放,引起機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。
并非異物都是抗原,例如砂塵和一些非生物性高分子聚合物,僅能激發(fā)細(xì)胞吞噬反應(yīng)而不能使機(jī)體產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細(xì)胞。
2.大分子膠體凡具有抗原性的物質(zhì),分子愈大,抗原性愈強(qiáng)(如細(xì)菌、蛋白質(zhì))。一般認(rèn)為抗原分子量愈大,其表面積相應(yīng)較大,接觸免疫細(xì)胞機(jī)會增多,在體內(nèi)停留時(shí)間較長,不易排除,因而對機(jī)體刺激作用也強(qiáng)。一般具有免疫原性的物質(zhì),其分子量常在10000以上。對于蛋白質(zhì)組成的抗原,其分子量小于5000~10000免疫原性很弱或完全沒有。但某些低分子量多肽、如胰島素(分子量5734),升血糖激素(分子量3800),血管緊張素(分子量1031),對某些實(shí)驗(yàn)動物還是具有一定的免疫原性。分子量小的物質(zhì)團(tuán)聚成的多聚體或吸附于其它膠體(載體)表面,形成大分子表面結(jié)構(gòu)時(shí),如和蛋白質(zhì)結(jié)合,即具有大分子膠體特性,可使小分子物質(zhì)獲得或增強(qiáng)抗原性,如細(xì)菌的多糖成分、青霉素等化學(xué)藥物。
3.抗原的特異性 各種抗原物質(zhì)的化學(xué)組成雖然很復(fù)雜,但能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體并與抗體反應(yīng)相結(jié)合的化學(xué)組成,僅僅是抗原物質(zhì)表面的一些具有活性的化學(xué)基因-化學(xué)結(jié)構(gòu)及空間構(gòu)型,稱為抗原物質(zhì)決定簇(基)(antigenic determinant)。各種抗原物質(zhì)各有其特異的抗原決定簇, 但不同的抗原物質(zhì)常含有共同的抗原成分,稱為類屬抗原。在分類上相近的種類之間的同一類蛋白質(zhì)抗原,可表現(xiàn)出類屬抗原關(guān)系。多種物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相似性,決定這些物質(zhì)抗原上的類屬關(guān)系,而分子結(jié)構(gòu)的差異性,決定各種物質(zhì)的抗原特異性。
抗原的特異性是臨床診斷、預(yù)防、治療的基礎(chǔ)。各種特異診斷抗體的制備依靠特異性抗原物質(zhì)的獲得;在不易獲得特異性抗原的條件下,可利用類屬抗原代替。但在鑒別抗原時(shí),應(yīng)注意區(qū)分類屬抗原,以免誤診。
一般認(rèn)為,環(huán)狀構(gòu)型要比直線排列的分子免疫原性強(qiáng),聚合狀態(tài)的比單體強(qiáng)。具有大分子量的異物,無論具有何種構(gòu)型,基本上具有免疫原性。但明膠和核酸免疫原性很弱或無。
免疫原的抗原決定簇是否暴露,抗原決定簇之間的距離是否適當(dāng),對于免疫原性強(qiáng)弱亦有很大影響。凡暴露的抗原決定簇的數(shù)目多,間距大,免疫原性也就較強(qiáng)。能與抗體分子結(jié)合的抗原決定簇的總數(shù),稱為抗原的結(jié)合價(jià)。簡單的半抗原一般只能與一個(gè)抗體分子結(jié)合,是單價(jià)抗原。根據(jù)抗原分子大小推算,有100個(gè)氨基酸的多肽,約有14~20個(gè)不重疊的抗原決定簇,即有14~20個(gè)抗原結(jié)合價(jià)。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com
。ǘ)抗原的種類
醫(yī)學(xué)上常見的抗原物質(zhì),種類很多,如病原微生物及其代謝產(chǎn)物(毒素),異種動物血清(各種抗毒素,免疫血清的來源),同種血型抗原,同種異體皮膚,器官等組織抗原,自身組織抗原,腫瘤細(xì)胞抗原。具有抗原性的各種化學(xué)成分有蛋白質(zhì)、脂蛋白、多糖體、脂多糖、糖蛋白、多肽以及核蛋白等,這些抗原物質(zhì)均可刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體或細(xì)胞免疫反應(yīng)。根據(jù)引起抗體產(chǎn)生的特點(diǎn),抗原可分為完全抗原和不完全抗原兩大種類。
1.完全抗原 完全抗原是指能在機(jī)體內(nèi)引起抗體形成(免疫原性),并可與其抗體特異性結(jié)合(反應(yīng)原性)的物質(zhì)。如細(xì)菌、蛋白質(zhì)等。
2.不完全抗原或稱半抗原(hapten) 在體內(nèi)單獨(dú)存在時(shí)不引起抗體產(chǎn)生,當(dāng)其與蛋白質(zhì)或膠體顆粒結(jié)合后,則可引起抗體形成。半抗原可與其特異性抗體結(jié)合。如細(xì)菌的多糖和類脂質(zhì)等。在半抗原與蛋白質(zhì)結(jié)合物中,一般是蛋白質(zhì)使結(jié)合物具有抗原性,而半抗原則決定結(jié)合物的抗原特異性。例如,以半抗原α與蛋白質(zhì)a結(jié)合免疫動物,產(chǎn)生抗半抗原α的抗體,不僅可以和結(jié)合在蛋白質(zhì)a上的α抗原結(jié)合,也可以和結(jié)合在蛋白質(zhì)b上的α抗原結(jié)合。