第一章  抗  原

抗原（antigen，Ag）是指能刺激机体的免疫细胞产生免疫应答，并能与相应的应答产物在体内外发生特异性结合的物质。

抗原具有两个基本性能。

1．免疫原性（immunogenicity）免疫原性是指抗原诱导免疫细胞活化、增殖、分化，最终产生免疫应答的性能。

2．抗原性（antigenicity）抗原性又称免疫反应性，即抗原分子与免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内外发生特异性结合的性能。

同时具有免疫原性和抗原性的物质称为完全抗原（complete antigen），如多数蛋白质，细菌、病毒等病原生物；不具有免疫原性但具有抗原性的物质称半抗原（hapten），又称不完全抗原，如多数的多糖和某些分子量小的药物。半抗原与蛋白质载体结合后可获得免疫原性，成为完全抗原。

第一节  决定抗原免疫原性的因素

许多天然有机物如蛋白质、复杂的多糖、核酸等具有免疫原性，可诱导机体产生免疫应答。一种物质是否具有免疫原性取决于物质本身的理化特性、异物性及机体对该物质的应答。

一、异物性

异物指与自身正常组织成分有差异或胚胎期与免疫活性细胞未接触过的物质。通常抗原来源与宿主亲缘关系越远，免疫原性越强；亲缘关系越近免疫原性越弱。如鸭血清蛋白对家兔免疫原性强，而对鸡则免疫原性弱。异物性物质通常可分为以下三类。

（一）异种物质

对人体而言，异种蛋白质、各种病原生物及其代谢产物均属异种物质。如细菌、病毒、异种动物血清等。

（二）同种异体物质

高等动物同种不同个体之间，因遗传基因的差异，其组织成分的化学结构也有不同，因而，同种异体物质可成为抗原异物。如人类红细胞血型抗原（ABO、Rh）、人类白细胞抗原（HLA）等。

（三）改变的自身成分及隐蔽的自身成分释放

机体自身组织在正常情况下无免疫原性，在异常情况下，自身成分可成为抗原物质。如在感染、电离辐射及药物等多种因素的作用下，自身正常组织结构发生改变，外伤、手术等因素的影响可使与免疫系统隔绝的隐蔽自身成分（甲状腺球蛋白、眼晶状体蛋白、精子等）释放入血，成为自身抗原，免疫系统对其产生应答而发生自身免疫病。

二、理化性状

（一）分子大小

具有免疫原性物质的相对分子量通常在10 KD以上，通常物质的分子量越大，其免疫原性越强，低于4 KD者一般无免疫原性。

（二）化学组成和结构

抗原物质必须具有一定的化学组成和结构。在分子量接近的有机物中，蛋白质的免疫原性最强。蛋白质免疫原性的强弱取决于其氨基酸的组成及蛋白质的空间结构，含有大量芳香族氨基酸尤其含有酪氨酸的蛋白质，其免疫原性明显高于非芳香族氨基酸为主的蛋白质。从结构上看，结构越复杂，其免疫原性越强。

（三）抗原表位的易接近性

易接近性是指抗原分子表面的特殊化学基团与相应淋巴细胞表面抗原受体结合的难易程度。抗原分子中氨基酸残基所处位置不同，可影响抗原的免疫原性。如酪氨酸存在于抗原分子表面时免疫原性强，若存在于抗原分子内侧，则免疫原性消失。

（四）物理性状

抗原物质的物理性状也可影响其免疫原性。如聚合状态的蛋白质免疫原性强于单体，颗粒性抗原的免疫原性强于可溶性抗原。

三、其他因素

（一）宿主因素

机体对抗原免疫应答的能力是受基因控制的。不同种类生物或同种不同个体对同一抗原产生应答的强弱程度存在差异。宿主的年龄和健康状态也可影响机体对抗原应答的强弱。

（二）免疫方式

影响抗原免疫原性的因素还与抗原进入体内的途径、剂量及是否应用佐剂等有关。

 

第二节  抗原的特异性

抗原的特异性（specificity）是指抗原诱导机体产生特异性免疫应答并与相应免疫应答产物发生专一结合的特性。抗原特异性表现在免疫原性和免疫反应性两方面。特异性是适应性免疫应答最重要的特点，也是免疫学诊断与防治的理论依据。

一、抗原决定簇

抗原决定簇又称表位（epitope），是存在于抗原表面决定抗原特异性的化学基团。通常由5～15个氨基酸残基或5～7个糖基组成。一个抗原分子上能与相应抗体分子结合的抗原决定簇的总数称为抗原结合价。半抗原为单价抗原，完全抗原为多价抗原。

二、共同抗原与交叉反应

然抗原表面常带有多种抗原决定簇，每种抗原决定簇刺激机体产生一种特异性抗体，因此一种天然抗原可使机体产生多种特异性抗体。不同抗原之间可存在相同或相似抗原决定簇，称为共同抗原（common antigen）。由共同抗原刺激机体产生的抗体可分别与两种抗原发生反应，称为交叉反应（cross reaction），抗原含共同抗原是发生交叉反应的物质基础。

第三节  抗原的分类

抗原的种类繁多，可依据不同标准对抗原进行分类。

一、根据抗原诱生抗体是否需要T细胞辅助分类

（一）胸腺依赖性抗原

胸腺依赖性抗原（thymus dependent，TD-Ag），也称T细胞依赖性抗原，其刺激B细胞产生抗体需要Th细胞辅助。TD抗原刺激机体主要产生IgG类抗体，有免疫记忆。大多数天然抗原，如多种病原生物、异种或同种异体细胞等属于此类抗原。

（二）胸腺非依赖性抗原

胸腺非依赖性抗原（thymus independent，TI-Ag），也称T细胞非依赖性抗原，其刺激机体产生抗体无需Th细胞辅助，可直接刺激B细胞产生抗体。TI抗原刺激机体只能产生IgM类抗体，无免疫记忆。

二、根据抗原与机体的亲缘关系分类

1. 异种抗原  指存在于不同种属生物间的抗原，如病原微生物、细菌外毒素等。

2. 同种异型抗原  指存在于同一种属不同个体之间的抗原，如ABO血型抗原。

3. 自身抗原  指能够诱导机体产生特异性免疫应答的自身成分。

三、其他分类方法

1．根据抗原的两个基本特性分为完全抗原和半抗原，多数蛋白质和多糖抗原属完全抗原，某些小分子化合物及药物属半抗原。

2．根据抗原来源及提呈途径分为外源性抗原和内源性抗原。来源于细胞之外的抗原称为外源性抗原，如多种胞外感染的细菌；抗原提呈细胞在胞内合成的抗原称为内源性抗原，如病毒感染细胞合成的某些病毒蛋白质。

3．根据抗原的获得方式分为天然抗原和人工抗原。

4．根据理化性质分为颗粒性抗原、可溶性抗原、蛋白质抗原、多糖抗原等。

第四节  医学上重要的抗原

（一）病原生物 

病原生物虽结构简单，但其化学组成极为复杂，是多种抗原组成的复合体，如伤寒沙门菌有菌体抗原、鞭毛抗原及菌毛抗原；病毒有表面抗原、内部抗原等，每种抗原又具有多种抗原决定簇。人体感染病原生物后可获得免疫力，因此将病原生物制成疫苗进行预防接种可提高人体抗病能力，能有效地预防和控制传染病的流行。也可利用病原生物特异性抗原鉴定病原体或检测病人血清中特异性抗体。

（二）细菌外毒素与类毒素 

病原菌分泌的外毒素具有很强的免疫原性，将其经0.3%～0.4%甲醛处理后，毒性消失，但仍保留免疫原性，称为类毒素，可用于预防接种。

（三）动物免疫血清与抗毒素 

常用抗毒素是将类毒素免疫动物（常用马），然后从动物血清中提取相应特异性抗体，抗体能中和毒素，称为抗毒素。抗毒素对人体而言具有两重性：既是抗体，可中和相应外毒素，发挥防治疾病的作用；又是异种动物蛋白，具有免疫原性，可能引起超敏反应。所以使用前必须先做皮肤敏感试验。

（四）异嗜性抗原

异嗜性抗原是存在于不同种系生物间的共同抗原。某些病原微生物与人体某些组织器官具有此类抗原，是发生自身免疫性疾病的原因。如乙型溶性链球菌的细胞壁与人体肾小球基底膜之间存在异嗜性抗原，当乙型溶性链球菌感染人体后，可刺激机体产生相应的抗体，这类抗体可与肾小球基底膜结合，从而引起超敏反应性肾小球炎。

（五）同种异型抗原

同一种属不同个体之间所存在的抗原称为同种异型抗原。此类抗原是由遗传基因决定的，人类主要同种异型抗原是血型抗原和组织相容性抗原。

1. 血型抗原  血型抗原是红细胞表面的同种异型抗原，种类多达数十种，重要的为ABO系统和Rh系统。血型不符的输血，会引起严重的输血反应。

2. 组织相容性抗原  组织相容性抗原也称人类白细胞抗原（human leukocyteantigen，HLA），HLA是人体最为复杂的同种异型抗原，也是临床上引起移植排斥反应的重要抗原。

（六）自身抗原

1. 修饰或改变的自身抗原  正常情况下机体自身组织成分对自身无抗原性。当受多种因素如感染、电离辐射或化学药物影响后，自身组织成分及结构发生改变，可刺激机体产生免疫应答，导致自身免疫性疾病。

2. 隐蔽的自身抗原释放  正常情况下某些自身成分与免疫系统隔绝，从未接触过免疫细胞，称为隐蔽抗原，如甲状腺球蛋白、眼晶状体蛋白、精子等。在外伤、手术等因素的作用下，隐蔽抗原进入血流接触免疫细胞，引起免疫应答，导致自身免疫性疾病，如甲状腺球蛋白进入血流，引起超敏反应性甲状腺炎、外伤性眼晶状体过敏性眼炎、精子抗原造成男性不育等。

（七）肿瘤抗原

肿瘤抗原是指细胞在癌变过程中出现的新抗原物质的总称，可分为两大类。

1. 肿瘤特异性抗原  指存在于肿瘤细胞表面，为肿瘤细胞所特有的抗原称为肿瘤特异性抗原，例如结肠癌、乳腺癌等肿瘤细胞表面检测到此类抗原，可协助诊断相应肿瘤。

2. 肿瘤相关抗原  非肿瘤细胞所特有，正常细胞也能表达，肿瘤发生时含量明显增高的抗原。例如，甲胎蛋白在正常人血清中含量极低，当发生原发性肝癌时，其含量显著增高。